EP2230477B1

EP2230477B1 - Holzspantrocknungsanlage zum Trocknen von Holzspänen und zugehöriges Verfahren zum Trocknen von Holzspänen

Info

Publication number: EP2230477B1
Application number: EP09003440.6A
Authority: EP
Inventors: Matthias Dr. Iredi; Professor Dr. J. Hasch
Original assignee: Kronotec AG
Current assignee: Kronotec AG
Priority date: 2009-03-10
Filing date: 2009-03-10
Publication date: 2014-12-31
Anticipated expiration: 2029-03-10
Also published as: SI2230477T1; KR20110126163A; WO2010102736A1; RU2011140939A; AU2010223604A1; HUE024574T2; PT2230477E; JP5734879B2; KR101738588B1; BRPI1009439A2; RU2534197C2; AU2010223604B2; JP2012519828A; EP2230477A1; ZA201106123B; PL2230477T3; KR20160105536A; US20110305897A1; CA2753123A1; CN102348949A

Description

Die Erfindung betrifft eine Holzspantrocknungsanlage nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Trocknen von Holzspänen, mit den Schritten (a) Leiten von Rauchgas von einer Feuerung zu einem Trockner, (b) Trocknen der Holzspäne in dem Trockner, so dass Brüden entsteht und (c) Rückführen zumindest eines Teils des Brüden in den Trockner.
Bei bekannten Holzspantrocknungsanlagen wird in der Feuerung in der Regel Holzstaub verbrannt. Die entstehenden heißen Rauchgase werden in eine Mischkammer geführt und dort mit Brüden, der auch Rückbrüden genannt wird, zu vermischen. Aufgrund des Mischens sinkt die Temperatur des entstehenden Trocknergases auf cirka 380°C bis 420 °C. Das Trocknergas wird danach dem Trockner zugeführt, wo die Holzspäne getrocknet werden.
Der entstehende Brüden wird einem Zyklon zugeleitet und dann teilweise in die Mischkammer zurückgeführt. Die getrockneten Holzspäne werden danach mit Leim vermengt und zu einer Holzwerkstoffplatte verpresst. Nachteilig an derartigen Holzspantrocknungsanlagen ist, dass die aus den Holzspänen hergestellten Holzwerkstoffplatten flüchtige organische Substanzen abgeben können.
Eine des Weiteren bekannte Heißgaserzeugung und Trocknung der Holzspäne erfolgt in der Form, dass in erster Linie Holzstaub mit eigener Verbrennungsluftzuführung in einer Brennkammer verbrannt wird. Die cirka 900-grädigen Rauchgase dieser Verbrennung gelangen in eine Mischkammer, in welcher die so genannte Rückbrüden, die Falschluft zur Kühlung und gegebenenfalls externes Heißgas eingebracht werden. In der Mischkammer werden die Trocknungsheißgase zur Einleitung in den Spänetrockner auf die notwendigen Anforderungen (Temperatur von ca. 350 - 480 °C, Gesamtvolumenstrom und Feuchtigkeit) eingestellt. Der so aufbereiteten Heißgasvolumenstrom bzw. Trocknungsluftvolumenstrom wird mittels Saugzugventilator über die Trocknertrommel gesaugt, in der Trocknertrommel werden die Holzspäne in direktem Kontakt mit den Heißgasen getrocknet. Der Saugzugventilator fördert den am Trocknungsprozeß beteiligten Gesamtheißgasvolumenstrom zu einer Filteranlage, die vorwiegend als Zyklonabscheider aber auch als Elektronaßfilter konzipiert ist Diese Filteranlage scheiden in erster Linie nur Feststoffpartikel in begrenztem Umfang ab. Vor bzw. nach dieser Filteranlage wird ein Teilstrom, genannt Rückbrüdenvolumenstrom, der zuvor genannten Mischkammer wieder zugeleitet.
Die Trocknung der Holzspäne erfordert eine ausgewogene Temperatur-, Energieund Volumenstrombilanz, die in Abhängigkeit des Produktes (Spänegröße, Durchsatz, Feuchtigkeit, Art des Trockners) einzustellen ist.
Die getrockneten Holzspäne werden nach der Trocknertrommel separiert, mit Leim vermengt und zu einer Holzwerkstoffplatte verpresst. Nachteilig an derartigen Holzspantrocknungsanlagen ist, dass die aus den Holzspänen hergestellten Holzwerkstoffplatten flüchtige, organische Substanzen entstehend aus Harzen und Terpenen abgeben können.
Die Heißgase zur Trocknung der Holzspäne nehmen die enthaltenen Harze und Terpene aus dem Holz zum Teil auf. Der beste Effekt hierfür wird dadurch erzielt, dass die Trocknerheißgase am Eintritt des Trockners frei von Ballaststoffen gleicher Art sind. Die Heißgase am Trocknereintritt werden aber nach bekannten Verfahren mit Rückbrüden, welche bereits am Trocknungsprozeß teilgenommen haben, vermischt. Der Mischvolumenstrom ist somit in der Aufnahme von Harzen und Terpenen gemindert.
Es ist auch bekannt, die Brüden vollständig in einem Kreislauf zu führen, das heißt, dass die in den Trockner geleitete Trocknerheißgase vollständig aus Brüden erzeugt werden, vermischt mit den Abgasen aus der Verbrennung von Primärbrennstoffen. Zur energetischen Verbesserung des Verfahrens werden die Brüden teilweise in die Brennkammer geleitet und hier bei ca. 850 °C thermisch behandelt. Der weitere Brüdenanteil wird über einen Rohrbündelwärmetauscher geleitet und hier auf ca. 380 bis 450 °C aufgeheizt bei gleichzeitiger Abkühlung der Heißgase aus der Brennkammer. Die über den Wärmetauscher aufgeheizten Brüden werden auf Grund des Temperaturniveaus nicht thermisch behandelt. Gravierende Nachteile diesen Art Heißgaserzeugung mit den Rohrbündelwärmetauschersystemen ist eine geringe Verfügbarkeit durch Verschmutzung der Wärmetauscherflächen. Nur ein Teil der Brüden durchläuft eine thermische Behandlung. Die Verbrennungsluft zur Verfeuerung des Primärbrennstoffes wird extern angesaugt. Der thermische Wirkungsgrad des Verfahrens ist relativ ungünstig.
Es ist daher auch bekannt, die Brüden vollständig in einem Kreislauf zu führen, das heißt, dass das in den Trockner geleitete Trocknergas vollständig aus Brüden erzeugt wurde, bei dem flüchtige Verbindungen thermisch oxidiert wurden. Nachteilig hieran ist, dass eine derartige Holzspantrocknungsanlage eine geringe Verfügbarkeit aufweist.
Aus der US 5,983,521 ist eine Holzspantrocknungsanlage bekannt, bei der die Rückbrüden vollständig in die Brennkammer zurückgeführt werden. Zur Energieeinsparung werden die Rückbrüden durch einen Rekuperator geleitet, der mit Heißgas von der Feuerung beschickt wird. Auf diese Weise werden alle Rückbrüden in der Brennkammer thermisch behandelt. Nachteilig hieran ist, dass der Wirkungsgrad der Feuerung sinkt, da alle Rückbrüden vollständig durch die Feuerung geführt werden müssen.
Aus der DE 197 28 545 A1 ist eine Mülltrocknungsanlage bekannt. Anders bei Holztrocknungsanlagen spielen in Mülltrocknungsanlagen die Feuchtigkeit sowie der Terpen- und Feinstaubgehalt keine relevante Rolle, so dass die dort beschriebene Vorrichtung nicht zum Trocknen von Holzspänen geeignet ist. Aus der CH 133 536 ist ein Verfahren zum Trocknen von Massengütern bekannt, das mehrstufig ausgebildet ist. Einen regenerativ oder katalytisch wirksamen Wärmetauscher beschreibt die Druckschrift nicht.
Aus der DE 29 26 663 ist ein Verfahren bekannt, bei dem die Brüden abgekühlt werden, um eine Kondensation des Wassers und der mitgeführten Terpene zu erreichen. Nachteilig hieran ist der hohe Aufwand beim Herunterkühlen der Brüden.
Aus der WO 01/59381 ist eine Holzspantrocknungsanlage bekannt, bei der ein Teil der Brüden in die Brennkammer zurückgeführt wird. Nachteilig ist hier, dass ein Teil der in den Rückbrüden enthaltenen Terpene sich am zu trocknenden Gut anlagern können, so dass die Holzspäne nach Verlassen des Trockners einen erhöhten Gehalt an flüchtigen organischen Bestandteilen aufweist.
Aus der WO 99/09364 ist ein Verfahren zum Reduzieren von flüchtigen organischen Bestandteilen im Trocknungsgas einer Holzspantrockungsanlage bekannt. Bei dem beschriebenen Verfahren werden zwei Trockner verwendet, von denen genau einer so gefahren wird, dass im Wesentlichen alle volatilen organischen Bestandteile in diesem Trockner ausgetrieben werden. Das aus diesem Trockner stammende Gas wird in einem Reaktor oxidiert und danach dem jeweils anderen Trockner zugeführt. Nachteilig an dem Verfahren ist, dass es bei Änderungen der Qualität des zu trocknenden Materials stets auf neue angepasst werden muss, was zu einem erhöhten Aufwand bei der Prozesstechnik führt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Holzspantrocknungsanlage anzugeben, bei der die Feuerung mit besonders hohem Wirkungsgrad betrieben werden kann und bei der die Holzspäne einen besonders geringen Gehalt an flüchtigen organischen Bestandteilen aufweisen.
Die Erfindung löst das Problem durch eine Holzspantrocknungsanlage gemäß Anspruch 1.
Gemäß einem zweiten Aspekt löst die Erfindung das Problem durch ein Verfahren gemäß Anspruch 8.
Erfindungsgemäß ist zudem ein Verfahren zum Herstellen einer Holzwerkstoffplatte, welches das Verfahren gemäß Anspruch 8 umfasst.
Vorteilhaft an der Erfindung ist, dass durch das Oxidieren von im Brüden vorhandenen Feststoffen durch den regenerativen Wärmetauscher sich diese Feststoffe nicht im Trocknergas anreichern können. Es hat sich nämlich gezeigt, dass sich derartige Feststoffe, beispielsweise kleine Holzspäne, leicht in Leitungen oder rekuperativen Wärmetauschern absetzen und zu Betriebsstörungen führen können
Es ist ein weiterer Vorteil, dass dieser Vorteil mit relativ geringen Änderungen an bestehenden Holzspantrocknungsanlagen erreicht werden kann. Der Aspekt einer wirtschaftlichen Betriebsweise bei geringstem Primärbrennstoffeinsatz ist mit die Grundlage der Erfindung. Die Erfindung wird die bei der Trocknung der Späne bzw. bei der anschließenden Herstellung der Spanplatten und/oder OSB-Platten anhaftenden bzw. beinhaltenden Schadstoffe wesentlich reduzieren. Auch werden die Emissionen, welche durch die Restschadstoffe in den zur Atmosphäre abzuleitenden Abgasen sich bilden drastisch reduziert.
Vorteilhaft an der Erfindung ist, dass durch das Oxidieren von in den Brüden vorhandenen Kohlenwasserstoffen und den brennbaren Feststoffen durch das thermisch, regenerative Wärmetauschersystem sich die Aufnahmefähigkeit der in den Trockner eingeführten Heißgase sich in Bezug auf austretenden Harze und Terpene erhöht und damit die verbleibende Belastung der getrockneten Holzspäne drastisch reduziert. Die Aggregate und heißgasführenden Rohrleitungen zwischen der thermisch, regenerativen Anlage und dem Trocknereintritt werden ebenso in der Verschmutzungsneigung drastisch reduziert. Damit wird die Verfügbarkeit der Anlage wesentlich erhöht.
Die beschriebene Erfindung hat insbesondere auch den Vorteil, dass bestehende Heißgaserzeugungsanlagen mit geringem Aufwand bei Beibehaltung der bestehenden Anlagenkomponenten nachgerüstet werden können.
Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung wird unter einer Feuerung insbesondere eine Holzproduktfeuerung verstanden, die Holzspäne (Biomasse) oder Holzstaub verfeuert. Eine derartige Feuerung kann auch eine Stützsteuerung, beispielsweise eine Gas- und/oder Ölstützsteuerung, aufweisen.
Unter dem Trockner wird insbesondere jede Vorrichtung verstanden, die eingerichtet und ausgebildet ist, um Holzspäne zu trocknen. Insbesondere ist der Trockner mit einer zugehörigen Steuerung versehen, die eine Heißgastrocknungstemperatur und einen Heißgasvolumenstrom am Trocknereintritt einregelt, dass eine technologisch notwendige Restfeuchtigkeit in den Holzspänen am Trockneraustritt erreicht wird.
Unter der Rückführvorrichtung wird insbesondere jede Vorrichtung verstanden, die ausgebildet ist, um Gase (Brüden), die den Trockner verlassen, an eine Stelle der Holzspantrocknungsanlage so zurückzuführen, das diese Gase (Brüden) erneut durch den Trockner strömen.
Unter Brüden wird dasjenige Gas verstanden, das den Trockner verlässt. Es ist möglich, dass nur ein Teil der Brüden (genannt Rückbrüden) so behandelt wird, dass in Rückbrüden vonhandene organische Verbindungen oxidiert werden bzw. brennbare Feststoffpartikel verbrannt werden. In diesem Fall wird ein Teil des Brüdens nicht zurückgeführt, sondern der Atmosphäre über eine Brüdenreinigungsanlage zugeleitet. Es ist aber auch möglich, dass die gesamten Brüden nach dem Trockner vollständig einer Vorrichtung zum Oxidieren von in den Brüden vorhandenen organischen Verbindungen und zum Verbrennen von brennbaren Feststoffpartikeln zugeführt werden, so dass die noch verbleibenden Emission zur Atmosphäre der wesentlich sinken.
Unter dem Merkmal, dass die Holzspantrocknungsanlage ausgebildet ist zum Entfernen von im Brüden vorhandenen Feststoffen vor dem Rückführen in den Trockner wird insbesondere verstanden, dass zumindest ein Teil der Brüden so behandelt wird, dass eine Konzentration an Feststoffen deutlich sinkt. Insbesondere ist die Holzspantrocknungsanlage so ausgebildet, dass zumindest der Teil des Brüden, der erneut in den Trockner gelangt, so behandelt werden, dass die Konzentration an Feststoffen um zumindest 75 % bis 90% gesenkt wird. Unter den Partikeln werden insbesondere Holzpartikel verstanden.
Beispielsweise ist die Holzspantrocknungsanlage ausgebildet zum Erwärmen zumindest eines Teils der Brüden auf eine Temperatur von zumindest 720°C. In der Regel ist es ausreichend, eine Temperatur von höchstens 900° zu wählen. Die Temperatur ist so gewählt, dass ein überwiegender Teil der Feststoffe oxidiert wird.
Die Heißgaserzeugungsanlage mit seinen Einrichtungen ist so ausgebildet, dass im Wesentlichen alle organischen Substanzen (CnHm-Verbindungen) und auch brennbare Feststoffpartikel durch thermische Behandlung aus den Trocknungsheißgasen vor Einleitung in den Trockner entfernt werden.
Die Erfindung basiert mit auf dem Aspekt, dass die Rückbrüden komplett auf eine Temperatur von 720 bis 900 °C aufgeheizt werden und damit alle organischen, brennbaren Stoffe nahezu rückstandslos verbrannt, bzw. oxydiert werden. Dieses gilt insbesondere für alle Kohlenwasserstoffverbindungen (CnHm-Verbindungen) aber auch für alle brennbaren, holzförmigen Feststoffpartikel, die über die Rückbrüden eingebracht werden. Des Weiteren werden die thermisch behandelten Rückbrüden nach der regenerativen Behandlung als Verbrennungsluft der Brennkammer zur Holzverfeuerung, bzw. Erdgas-, Leichtöl- oder Schwerölfeuerung mit entsprechender Temperatur zugeführt, womit eine Brennstoffersparnis einhergeht.
Insbesondere ist die Rückführvorrichtung ausgebildet zum Rückführen zumindest eines Teils der thermisch, regenerativ behandelten Brüden in die Feuerung. In anderen Worten ist eine gattungsgemäße Holzspantrocknungsanlage erfindungsgemäß, die so ausgebildet ist, dass alle Rückbrüden, also Brüden, die erneut in den Trockner gelangen, in die Feuerung zurückgeleitet werden. Dort werden die Brüden als Verbrennungsluft der Flamme, beispielsweise der Holzstaubflamme, der Erdgasflamme, der Leichtölflamme und/oder der Schwerölflamme zugeführt werden, so dass eine Brennstoffersparnis bewirkt wird. Alternativ können aber auch thermisch unbehandelte Brüden der Verbrennung zugeführt werden, womit dann erst in der Flamme die thermische Behandlung der Kohlenwasserstoffe und der brennbaren Feststoffpartikel erfolgt. Bei dieser Variante sind aber Betriebsstörungen durch Verschmutzungen am Brenner und deren Nebenaggregaten bei verminderter Verfügbarkeit vorprogrammiert.
Beispielsweise ist die Rückführvorrichtung ausgebildet zum Erhitzen der Brüden auf eine Temperatur von mindestens 750°. Allgemein ist ein Temperaturfenster von 720 °C bis 900 °C geeignet. Es ist möglich, dass der Brüdenerhitzer zudem eine katalytische Abluftbehandlungsanlage besitzt, in der organische Substanzen katalytisch oxidiert werden. Dabei werden nur Temperaturen von 380 bis 480 °C erforderlich sein. Die brennbaren Feststoffpartikel bleiben aber bei dem katalytischen Verfahren unverbrannt.
Der Brüdenerhitzer ist bevorzugt so ausgelegt, dass die Brüden mit den organischen Verbindungen und gegebenenfalls restlichen Feststoffpartikeln vollständig an einer Verbrennung teilnehmen. Die thermisch, regenerative Reinigungsanlage kann so ausgelegt sein, dass die behandelten Brüden die Abluftbehandlungsanlage mit einer zwischen 20°C und 80°C höheren Temperatur verlassen. Besonders geeignet ist eine thermisch, regenerative Abluftbehandlungsanlage, wenn die behandelten Brüden sie mit einer um cirka 40°C höheren Temperatur verlassen.
Vorzugsweise ist die Rückführungsvorrichtung ausgebildet zum Erwärmen des Brüdens mittels Rauchgas der Holzstaubfeuerung. Alternativ oder additiv ist die Reinigungsanlage auch so ausgebildet, dass zum Nachheizen der Brüden auch Primärbrennstoffe wie Erdgas, Leichtöl und/oder Schweröl eingesetzt werden können.
Abströmseitig hinter der Feuerung und/oder hinter der thermischen Abluftbehandlungsanlage kann eine Mischkammer angeordnet sein, in der das Rauchgas von der Feuerung mit den behandelten Brüden aus der Abluftbehandlungsanlage und gegebenenfalls mit Falschluft und sekundären Heißgasen so gemischt wird, dass das entstehende Trocknerheißgas eine vorgegebene Temperatur und eine vorgegebene Feuchtigkeit aufweisen. Das Trocknerheißgas wird dann dem Trockner zugeführt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Holzspantrocknungsanlage eine abströmseitig hinter der Feuerung angeordnete Entstickungsanlage auf. Diese Entstickungsanlage arbeitet in einem Temperaturfenster von 800 bis 950 °C besonders effektiv. In der Entstickungsanlage kann Harnstoff in den Rauchgasstrom eingedüst werden, so dass die im Rauchgas enthaltene Stickoxide reduziert werden.
Die Entstickungsanlage ist bevorzugt so angeordnet, dass der Eindüsungspunkt, an dem der Harnstoff eingedüst wird, in einer Verbindung zwischen der Feuerung und der Mischkammer angeordnet ist. Die Entstickungsanlage kann die Stickoxid-Emissionen um mehr als 30% reduzieren, wobei 50 % erreichbar sind.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Holzspantrocknungsanlage eine Trocknergas-Anfeuchtungsvorrichtung zum Erhöhen einer Feuchte von in den Trockner strömenden Trocknergases. Die Trocknergas-Anfeuchtungsvorrichtung wird vorzugsweise so betrieben, dass eine absolute Luftfeuchtigkeit mindestens 600 Gramm pro Kubikmeter umfasst. Es hat sich als günstig herausgestellt, wenn die absolute Luftfeuchtigkeit unterhalb von 1 200 Gramm pro Kubikmeter liegt.
Günstig ist es, wenn die Trocknergas-Anfeuchtungsvorrichtung eingerichtet ist zum Mischen von Brüden und Rauchgas der Feuerung so, dass sich die Feuchte des Trocknergases auf einen Sollwert einstellt.
Vorteilhaft hieran ist, dass die erhöhte Feuchte wasserlösliche Substanzen aus den Holzspänen herauslöst. Insofern ist der Trockner zugleich als Heißextraktionsvorrichtung ausgebildet, in der wasserlösliche Substanzen aus den Holzspänen ausgelöst werden. Eine Anreicherung der auf diese Weise aus den Holzspänen herausgelösten Substanzen wird durch die oben beschriebene interne Nachverbrennung in der Rückführvorrichtung für die rückgeführten Brüden verhindert.
Bevorzugt ist die Holzspantrocknungsanlage so ausgebildet, dass zumindest 70% der in den Holzspänen vorhandenen Terpenen beim Trocknen ausgelöst werden. Diese Verringerung an Terpenen in den Spänen sorgt für eine drastische Absenkung der Terpenemissionen in aus den Spänen gefertigten Holzwerkstoffplatten.
Alternativ kann die Heißgaserzeugungsanlage auch ein regeneratives Wärmetauschersystem enthalten, welches zwischen der Brennkammer und der Mischkammer angeordnet ist. Das regenerative Wärmetauschersystem kann so ausgebildet sein, dass hier ein thermischer Wirkungsgrad von bis zu 95 % erreicht wird. Ebenso ist das regenerative Wärmetauschersystem mit einem Reinigungsverfahren (burn out) ausgestattet, was die Reinigung bei laufendem Betrieb zulässt und eine sehr hohe Verfügbarkeit garantiert.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass zumindest ein Teil der Brüden in die Feuer zurückgeführt wird. Alternativ oder additiv ist vorgesehen, dass ein Teil, insbesondere ein überwiegender Teil derjenigen Brüden, die zurückgeführt werden, thermisch nachbehandelt werden, so dass eine Konzentration an organischen Verbindungen einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet.
Besonders bevorzugt werden Holzspäne verwendet, die überwiegend Kieferspäne umfassen. Kiefernspäne weisen einen hohen Gehalt an Terpenen auf, so dass bei bisherigen Trocknungsverfahren zum Trocknen dieser Späne ein hoher Anteil an Terpenen in den Spänen verblieben ist. Das senkt die Qualität der aus diesen Holzspänen hergestellten Holzwerkstoffplatten. Die Erfindung erlaubt hier eine besonders starke Steigerung der Qualität der Holzwerkstoffplatten.
Bevorzugt ist ein Verfahren, bei dem im Rückbrüdenvolumenstrom vor Eintritt in die Mischkammer ein thermisch, regeneratives Wärmetauschersystem durchläuft. In dem Wärmetauschersystem werden die Rückbrüden mit einer Eintrittstemperatur von 80 bis 130 °C auf eine Temperatur von 720 °C bis 900 °C aufgeheizt und mit einer um ca. 20 bis 80 °C höheren Austrittstemperatur im Vergleich zur Eintrittstemperatur zur Mischkammer mittels Ventilator geführt. Die Aufheizung erfolgt die regenerativen Wärmetauschersysteme mit einem thermischen Wirkungsgrad, je nach Ausführung von 88 bis zu 97 %. Die Primärbeheizung zur endgültigen Aufwärmung der Rückbrüden auf 720 bis 900 °C geschieht mit der Einbringung von Heißgasen aus der Holzstaubfeuerung bzw. alternativ mit Erdgas, Leichtöl oder Schweröl.
Erfindungsgemäß ist zudem ein Verfahren zum Herstellen einer Holzwerkstoffplatte, insbesondere einer OSB-Platte, mit den Schritten (a) Herstellen von Holzspänen mit einem erfindungsgemäßen Verfahren, wobei eine vorgegebene Restfeuchte in den Holzspänen eingestellt wird, (b) Vermischen der Holzspäne mit Klebstoff und (c) Verpressen der Holzspäne mit dem Klebstoff zu der Holzwerkstoffplatte.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren umfasst bevorzugt den Schritt eines Freibrennens des regenerativen Wärmetauschers. Es hat sich gezeigt, dass sich im Wärmetauscher Feststoffe festsetzen können. Diese lassen sich mittels Freibrennen (burn-out) beseitigen. Günstig ist es, wenn der Brüdenerhitzer zumindest zwei regenerative Wärmetauscher umfasst, so dass das Freibrennen während des laufenden Betriebs erfolgen kann.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines exemplarischen Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigt

Figur 1: ein Schaltbild einer erfindungsgemäßen Holzspantrocknungsanlage,
Figur 2: ein Schaltbild einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Holzspantrocknungsanlage und
Figur 3: ein Schaltbild einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Holzspantrocknungsanlage

Figur 1 zeigt eine Holzspantrocknungsanlage 10 mit einer Feuerung 12, der schematisch eingezeichneter Holzstaub 14 zugeführt wird. Die Holzspantrocknungsanlage 10 umfasst zudem einen Trockner 16, dem Holzspäne 18 in einer Holzspanzuführung zugeführt werden. Über einen Abzug 54 verlassen getrocknete Holzspäne den Trockner 16.
Die Holzspantrocknungsanlage weist eine Mischkammer 20 auf, die mit Rauchgas 22 aus der Feuerung 12 beaufschlagt wird. In die Mischkammer 20 mündet zudem eine erste Brüdenleitung 24, eine Kühlluftleitung 26 und eine Heißgasleitung 28. Die Mischkammer 20 ist ausgebildet, um Trocknergas 30 in einer Trocknergasleitung 32 abzugeben, wobei das Trocknergas 30 eine voreingestellte Temperatur und eine voreingestellte absolute Feuchtigkeit hat.
Den Trockner 16 verlässt Brüden 34 durch eine Brüden-Ableitung 36, die zu einem ersten Zyklon 38 und nachfolgend zu einem zweiten Zyklon 40 führt. Ein Teil des Brüdens wird aus der Brüden-Ableitung 36 ausgekoppelt und in eine Abgasbehandlungsanlage geleitet.
Mittels der Brüden-Ableitung 36 gelangt der an Feststoffen ärmere Brüden 34 in einen Brüdenerhitzer 42, der über eine Rauchgasleitung 44 mit Rauchgas aus der Feuerung 12 betrieben wird. Der Brüdenerhitzer 42 ist so ausgebildet, dass der Brüden 34 auf eine Temperatur T = 900°C erhitzt wird. Möglich sind aber auch andere Temperaturen zwischen 420 °C und 850 °C. Dabei oxidiert ein Großteil der im Brüden vorhandenen organischen Verbindungen und es entsteht gereinigter Brüden, der durch die erste Brüdenleitung 24 der Mischkammer 20 zugeleitet wird.
Der Brüdenerhitzer 42 umfasst Gegenstromkühler 46, die einströmenden Brüden 34 aus der Brüden-Ableitung 36 erwärmen und in die erste Brodenleitung 24 ausströmenden Brüden abkühlen. Einströmender Brüden hat eine Einström-Temperatur von T_Eintström = 80°C, wohingegen eine Ausström-Temperatur bei ungefähr T_ausström = 130° liegt.
Aus dem Brüdenerhitzer 42 ausströmender Brüden wird in einer Abzweigstelle 48 aufgeteilt in den Strom zur Mischkammer 20 und einen Strom aus Rückbrüden zur Feuerung 12.
Abströmseitig unmittelbar hinter der Feuerung 12 ist eine Entstickungsanlage 50 angeordnet, die eine Harnstoffeindüsung 52 umfasst. Diese Harnstoffeindusung 52 ist in Strömungsrichtung vor der Rauchgasleitung 44 und vor der Mischkammer 20 angeordnet und führt zu einer selektiven Reduktion der Stickoxide zu Stickstoff.
Die Komponenten, die im Bezug auf den Brüdenstrom stromabwärts hinter dem Trockner 16 angeordnet sind, sind Teil einer Rückführvorrichtung 56. Die Rückführvorrichtung 56 umfasst also insbesondere den Brüdenerhitzer 42, der auch als Oxidationsreaktor bezeichnet werden könnte, sowie die Leitungen 36, 44 und 24. Über eine Abluftleitung 60 wird ein Teil der Brüden in die Atmosphäre geleitet.
Bei den Holzspänen handelt es sich bevorzugt um Späne fetthaltiger Hölzer, beispielsweise Nadelholz und insbesondere um Kiefer, die den Trockner 16 durch einen Auslass 54 verlassen, werden danach mit Klebstoff vermischt und zu einer Holzwerkstoffplatte verpresst. Bei dieser Holzwerkstoffplatte handelt es sich bevorzugt um eine OSB-Platte. Die Holzwerkstoffplatte zeigt eine drastisch reduzierte Terpenemission. Die erfindungsgemäße Holzspantrocknungsanlage erreicht eine thermische Effektivität von bis zu 97%.
Figur 2 zeigt eine zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Holzspantrocknungsanlage 10 mit der einer Feuerung 12, dem Trockner 16 für die Holzspäne 18 und der Rückführvorrichtung 56 zum Rückführen der Brüden 34 in den Trockner 16. Die Rückführvorrichtung 56 umfasst den Brüdenerhitzer 42, der einen regenerativen, rekuperativen und/oder katalytischen Wärmetauscher 58 umfasst, der abströmseitig hinter dem Trockner 16 angeordnet ist und der ausgebildet ist zum Erwärmen des Brüdens 34 auf eine Temperatur, die so hoch ist, dass im Brüden 34 vorhandene Partikel zumindest zum überwiegenden Teil oxidiert werden.
Vom Wärmetauscher 58 aus strömt der Brüden 34 zur Feuerung 12 und wird dort mit Holzstaub 14, Erdgas und/oder Leichtöl vermischt und das Gemisch verbrannt. Die entstehenden Rauchgase werden erneut über den Wärmetauscher 58 geführt und gelangen dann in die Mischkammer 20, wo sie gegebenenfalls mit Heißgas oder Kühlluft gemischt werden, so dass Trocknergas entsteht. Das Trocknergas wird dem Trockner 16 zugeführt.
Die Brüden werden über einen Saugzugventilator 62 in den Zyklon 40 geleitet, der mit einem Elektronassfilter kombiniert ist und eine Brüdenreinigungsanlage bildet. Durch einen weiteren Saugzugventilator 62 werden die Rückbrüden dem regenerativen Wärmetauschersystem 58 zugeführt, der mittels einer Befeuerung 64 für Erdgas, Leichtöl oder Schweröl zum Durchführen eines Burn-out (Ausbrennen) beheizt werden kann. Die Brüden verlassen das regenerative Wärmetauschersystem 58 und gelangen zu einer Brüdeneindüsung 66
Über ein Verbrennungsluftgebläse 68 wird ein Teil der Brüden in die Brennkammer bzw. die Feuerung 12 geleitet
Figur 3 zeigt ein Schaltbild einer erfindungsgemäßen Holzspantrocknungsanlage, bei der die Brüden 34 in eine thermisch regenerative Gesamtbrüdenreinigungsanlage 70 geleitet werden. Die Gesamtbrüdenreinigungsanlage 70 wird mit Rauchgas 22 betrieben und kann über die Befeuerung 64 mit Alternativbrennstoffen, Erdgas, Leichtöl oder Schweröl befeuert werden.

Bezugszeichenliste

10: Holzspantrocknungsanlage
12: Feuerung
14: Holzstaub
16: Trockner
18: Holzspäne
20: Mischkammer
22: Rauchgas
24: erste Brüdenleitung
26: Kühlluftleitung
28: Heigasleitung
30: Trocknergas
32: Trocknergasleitung
34: Brüden
36: Brüden-Ableitung
38: Zyklon
40: Zyklon
42: Brüdenerhitzer
44: Rauchgasableitung
46: Gegenstromkühler
48: Abzweigstelle

50: Entstickungsanlage
52: Harnstoffeindüsung
54: Auslass
56: Rückführvorrichtung
58: Wärmetauscher
60: Abluftleitung
62: Saugzugventilator
64: Befeuerung
66: Brüdeneindüsung
68: Verbrennungsluftgebläse
70: Gesamtbrüdenreinigungsanlage

Claims

Holzspantrocknungsanlage zum Trocknen von Holzspänen (18), mit
(a) einer Feuerung (12),

(b) einem Trockner (16) für die Holzspäne (18) und

(c) einer Rückführvorrichtung (56) zum Rückführen von Brüden (34) in den Trockner (16),

(d) wobei die Holzspantrocknungsanlage (10) ausgebildet ist zum Vermindern von im Brüden (34) vorhandenen organischen Verbindungen vor dem Rückführen in den Trockner (16),

(e) wobei die Rückführvorrichtung (56) einen Brüdenerhitzer (42) aufweist, der einen Wärmetauscher umfasst, der abströmseitig hinter dem Trockner (16) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass

(f) der Wärmetauscher ein regenerativer und/oder katalytischer Wärmetauscher ist, welcher ausgebildet ist zum Erwärmen des Brüdens (34) auf eine Temperatur, die so hoch ist, dass im Brüden (34) vorhandene Partikel zumindest zum überwiegenden Teil oxidiert werden.
Holzspantrocknungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückführvorrichtung (56) ausgebildet ist zum Rückführen zumindest eines Teils der Brüden (34), insbesondere aller Brüden, in die Feuerung (12).
Holzspantrocknungsanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückführvorrichtung (56) ausgebildet ist zum Erwärmen der Brüden (34) mittels Rauchgas (22) der Feuerung (12).
Holzspantrocknungsanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Brüdenerhitzer (42) ausgebildet ist zum Erwärmen der Brüden (34) mittels interner Verbrennung auf eine Temperatur oberhalb von 700°C,
Holzspantrocknungsanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Entstickungsanlage (50), die abströmseitig hinter der Feuerung (12) angeordnet ist.
Holzspantrocknungsanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Trocknergas-Anfeuchtungsvorrichtung zum Einstellen einer Feuchte von in den Trockner (16) strömendem Trocknergas (30) auf einen vorgegebenen Soll-Wert.
Holzspantrocknungsanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche 4 bis 6, gekennzeichnet durch eine Mischkammer (20), die angeordnet ist zum Mischen von
- Rauchgas (22) von der Feuerung (12) und

- Brüden (34) vom Brüdenerhitzer (42).
Verfahren zum Trocknen von Holzspänen (18), mit den Schritten
(a) Leiten von Rauchgas (22) von einer Feuerung (12) zu einem Trockner (16),

(b) Trocknen der Holzspäne (18) in dem Trockner (16), so dass Brüden (34), entsteht, und

(c) Rückführen zumindest eines Teils des Brüdens (34) in den Trockner (16), gekennzeichnet durch den Schritt:

(d) thermisches Vermindern, insbesondere durch Oxidieren, von im Brüden (34) vorhandenen Feststoffen vor dem Rückführen in den Trockner (16) mittels eines regenerativen und/oder katalytischen Wärmetauschers.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zum thermischen Oxidieren von im Brüden (34) vorhandenen organischen Verbindungen und Feststoffen zumindest ein Teil der Brüden (34) in die Feuerung (12) zurückgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch den Schritt
- Ausbrennen von im regenerativen Wärmetauscher anhaftenden Feststoffen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anteil an Rauchgas von der Feuerung (12) am in den Trockner strömenden Trocknergas größer ist als ein vorgegebener Rauchgasanteil-Schwellenwert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückbrüdenvolumenstrom vor Eintritt in die Mischkammer in einen thermisch regenerativen Wärmetauscher geleitet wird, wobei die Rückbrüden mit einer Eintrittstemperatur von 80 bis 130 °C auf eine Temperatur von 720 °C bis 900 °C aufgeheizt und mit einer um ca. 20 bis 80 °C höheren Austrittstemperatur im Vergleich zur Eintrittstemperatur zur Mischkammer geführt werden.
Verfahren zum Herstellen einer Holzwerkstoffplatte, insbesondere einer OSB-Platte, mit den Schritten
- Herstellen von Holzspänen (18) mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei eine vorgegebene Restfeuchte in den Holzspänen (18) eingestellt wird,

- Vermischen der Holzspäne (18) mit Klebstoff und

- Verpressen der Holzspäne (18) mit dem Klebstoff zu der Holzwerkstoffplatte.