FI111086B - Menetelmä ja laite kasvihuonekaasupäästöjen vähentämiseksi - Google Patents

Menetelmä ja laite kasvihuonekaasupäästöjen vähentämiseksi Download PDF

Info

Publication number
FI111086B
FI111086B FI991566A FI991566A FI111086B FI 111086 B FI111086 B FI 111086B FI 991566 A FI991566 A FI 991566A FI 991566 A FI991566 A FI 991566A FI 111086 B FI111086 B FI 111086B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
carbon
gas mixture
heating
oxygen
heat
Prior art date
Application number
FI991566A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI991566A (fi
Inventor
Yrjoe Aho
Original Assignee
Biolentina Oy
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 Biolentina Oy filed Critical Biolentina Oy
Priority to FI991566A priority Critical patent/FI111086B/fi
Priority to DE60014949T priority patent/DE60014949T2/de
Priority to AU61631/00A priority patent/AU6163100A/en
Priority to PCT/FI2000/000631 priority patent/WO2001004235A1/en
Priority to AT00948042T priority patent/ATE279493T1/de
Priority to EP00948042A priority patent/EP1228164B1/en
Publication of FI991566A publication Critical patent/FI991566A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI111086B publication Critical patent/FI111086B/fi

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
    • C10B57/00—Other carbonising or coking processes; Features of destructive distillation processes in general
    • C10B57/08—Non-mechanical pretreatment of the charge, e.g. desulfurization
    • C10B57/10—Drying
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/02—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment
    • F23G5/027—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment pyrolising or gasifying stage
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G7/00—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
    • F23G7/10—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of field or garden waste or biomasses
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G7/00—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
    • F23G7/12—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of plastics, e.g. rubber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J15/00—Arrangements of devices for treating smoke or fumes
    • F23J15/006—Layout of treatment plant
    • 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
    • F26B21/06—Controlling, e.g. regulating, parameters of gas supply
    • F26B21/08—Humidity
    • F26B21/086—Humidity by condensing the moisture in the drying medium, which may be recycled, e.g. using a heat pump cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B3/00—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
    • F26B3/32—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by development of heat within the materials or objects to be dried, e.g. by fermentation or other microbiological action
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28C—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA COME INTO DIRECT CONTACT WITHOUT CHEMICAL INTERACTION
    • F28C3/00—Other direct-contact heat-exchange apparatus
    • F28C3/10—Other direct-contact heat-exchange apparatus one heat-exchange medium at least being a fluent solid, e.g. a particulate material
    • F28C3/12—Other direct-contact heat-exchange apparatus one heat-exchange medium at least being a fluent solid, e.g. a particulate material the heat-exchange medium being a particulate material and a gas, vapour, or liquid
    • F28C3/18—Other direct-contact heat-exchange apparatus one heat-exchange medium at least being a fluent solid, e.g. a particulate material the heat-exchange medium being a particulate material and a gas, vapour, or liquid the particulate material being contained in rotating drums
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2201/00—Pretreatment
    • F23G2201/30—Pyrolysing
    • F23G2201/302—Treating pyrosolids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2201/00—Pretreatment
    • F23G2201/30—Pyrolysing
    • F23G2201/303—Burning pyrogases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2203/00—Furnace arrangements
    • F23G2203/50—Fluidised bed furnace
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2215/00—Preventing emissions
    • F23J2215/50—Carbon dioxide
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2217/00—Intercepting solids
    • F23J2217/50—Intercepting solids by cleaning fluids (washers or scrubbers)
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2219/00—Treatment devices
    • F23J2219/70—Condensing contaminants with coolers
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency
    • Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/10—Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Greenhouses (AREA)
  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
  • Incineration Of Waste (AREA)

Description

111086
Menetelmä ja laite kasvihuonekaasupäästöjen vähentämiseksi
Keksinnön kohteena on menetelmä kasvihuonekaasupäästöjen, erikoisesti hiilidioksidin vähentämiseksi, jossa hiiltä sisältävät aineet, puu, kasvien osat, 5 niistä valmistetut tuotteet ja erityisesti energian tuotantoon huonosti soveltuvat kasvi- ja yhdyskuntajätteet käsitellään niin, että hiilidioksidin vapautuminen takaisin ilmakehään vähenee ja hidastuu oleellisesti. Menetelmässä orgaaninen massa hiilletään kasvihuonekaasupäästöjen, erityisesti hiilidioksidin vähentämiseksi, jossa hiiltä sisältävät aineet, puu, kasvien osat, niistä 10 valmistetut tuotteet ja erityisesti energian tuotantoon huonosti soveltuvat kasvi- ja yhdyskuntajätteet käsitellään niin, että hiilidioksidin vapautuminen takaisin ilmakehään vähenee ja hidastuu oleellisesti, jossa menetelmässä orgaaninen massa hiilletään kuumentamalla hapettomassa tai rajoitetussa happimäärässä hiileksi (20), jonka määrä on yli 50% massan kuiva-aineen 15 hiilipitoisuudesta, ja kaasuseokseksi (30), mikä poltetaan ja primäärienergian talteenoton jälkeen tiivistetään paineettomana tai paineistettuna
Keksinnön kohteena on myös menetelmää soveltava laite kasvihuonekaasupäästöjen, erikoisesti hiilidioksidin vähentämiseksi, jossa hiiltä sisältävät ai-20 neet, puu, kasvien osat, niistä valmistetut tuotteet ja erityisesti energian tuotantoon huonosti soveltuvat kasvi- ja yhdyskuntajätteet on käsiteltävissä niin, että hiilidioksidin vapautuminen takaisin ilmakehään vähenee ja hidastuu oleellisesti. Laitteeseen kuuluu hiiltoreaktori, jossa hiiltä sisältävät aineet, puu, kasvien osat, niistä valmistetut tuotteet ja erityisesti energian tuotan-25 toon huonosti soveltuvat kasvi- ja yhdyskuntajätteet ovat käsiteltävissä niin, että kasvihuonekaasupäästöt, erityisesti hiilidioksidin vapautuminen takaisin ilmakehään vähenee ja hidastuu oleellisesti, laitteeseen kuuluessa hiiltoreaktori (2), jossa orgaaninen massa on hiillettävissä kuumentamalla hapettomassa tai rajoitetussa happimäärässä hiileksi (20), jonka määrä on yli 50% 30 massan kuiva-aineen hiilipitoisuudesta, ja kaasuseokseksi (30), jälkipoltin (8) kaasuseoksen polttamiseksi ja lämmönvaihdin (9) energian talteen ottami- 2 111086 seksi, minkä jälkeen savukaasut ja palamaton osa kaasuseosta (30) on järjestetty tiivistettäväksi paineettomana tai paineistettuna,
Patenttijulkaisusta DE 4 408 263 tunnetaan vastaavalla periaatteella toimiva 5 menetelmä ja laite. Patenttijulkaisusta US 5 725 738 tunnetaan kaasuseok-sen jälkipoltto energian talteen ottamiseksi ja sen jälkeen suoritettava kaasujen tiivistäminen.
Kasvihuonekaasujen, kuten hiilidioksidin eli C02:n, määrä ilmakehässä on 10 lisääntynyt huomattavasti viimeisen 100 vuoden aikana, mikä nykykäsityksen mukaan aiheuttaa osaltaan ilmaston lämpötilan kohoamisen. Lämpötilan kohoaminen ja voimakas teollinen kehitys kohdistuvat samaan ajankohtaan, johon liittyy myös fossiilisten polttoaineiden lisääntynyt käyttö ja täten erityisesti C02:n vapauttaminen ilmakehään, jota vapautuu ilmakehään vuosittain 15 noin 28 miljardia tonnia.
Toinen lämpötilatasapainoa järkyttävä muutos johtuu osaltaan metsien (uusiutuvien polttoaineiden) hävittämisestä. Vaikka teollisissa maissa metsät nykyisin lisääntyvät, tehokkaat sademetsäalueet pienenevät vastaavasti enem-20 män.
Kasviston vuosittaisessa yhteyttämisreaktiossa sitoutuva C02-määrä on noin 180 miljardia tonnia. Sama määrä vapautuu pääosin lahoamisen seurauksena kiertoajan ollessa keskimäärin 50 - 100 vuotta. Uusiutuvien polttoaineiden, 25 kuten puun, pitkä kiertoaika puolustaa osaltaan siirtymistä niiden käyttöön. Toisaalta niiden käyttöön siirtymisen vaikutukset näkyvät olennaisesti vasta kyseisen kiertoajan eli noin 50 - 100 vuoden päästä, mikä on liian pitkä aika otettaessa huomioon kansainväliset sopimukset, kuten Kioton sopimus hiilidioksidipäästöjen rajoittamiseksi.
30 3 111086
Ilmakehän lämpötilan kohoaminen aiheuttaa vesihöyrypitoisuuden nousun, joka edelleen absorboi omalta osaltaan lämpöä aiheuttaen lämpötilan kohoamista voimistaen täten C02:n vaikutusta.
Edellä mainittujen ongelmien havaitsemisen jälkeen on kehitelty CC>2:n vapa-5 uttamista hidastavia ja hillitseviä menetelmiä. Useat vaihtoehtoiset menetelmät ovat periaatteeltaan tunnettuja, esimerkiksi aurinko-, tuuli- ja atomienergian käyttö. Aurinko- ja tuulienergian käyttö on vasta kehitysasteella ja toistaiseksi kallista. Myös C02:n nesteytys ja varastointi on hankala toteuttaa sen huonon käsiteltävyyden vuoksi.
10
Kioton sopimuksessa on esitetty CC^n sitomista leväkasvustolla. Myös metsäalueiden laajentaminen on toteutettava ratkaisu. Näiden ratkaisujen vaikutus on kuitenkin lyhyellä aikavälillä liian pieni, mutta pidemmällä aikavälillä (50 - 200 vuotta) tärkeä ratkaisu tasapainon saavuttamiseksi.
15
Esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmä ja laite, joilla saadaan aikaan tehokas ja taloudellinen ratkaisu kasvihuonekaasupäästöjen vähentämiseksi. Erityisesti keksinnön tarkoituksena on saada aikaan menetelmä ja laite, joilla kaasuseoksen tiivistymisessä vapautuva lämpö hyödynnetään prosessiin syö-20 tettävien materiaalien lämmittämisessä ja kuivauksessa siten, että myös vesihöyryn tiivistyessä vapautuva höyrystymislämpö saadaan talteen.
Tämän päämäärän saavuttamiseksi keksinnön mukaiselle menetelmälle on pääasiassa tunnusomaista, että kaasuseoksen tiivistymisessä vapautuva läm-25 pö hyödynnetään vastavirtaperiaatteella prosessiin syötettävien materiaalien lämmittämisessä ja kuivauksessa siten, että myös vesihöyryn tiivistyessä vapautuva höyrystymislämpö saadaan talteen.
Lisäksi menetelmää soveltavalle laitteelle on pääasiassa tunnusomaista, että 30 orgaaninen massa hiilletään hapettomassa tai rajoitetusti happea sisältävässä reaktorissa (2), jossa synnytetyssä eksotermisessä reaktiossa muodostuneet 4 111086 ainakin hiili (20) ja kaasuseos (30) erotetaan toisistaan jatkokäsittelyä varten, ja että syntynyt hiili (20) hyödynnetään vesien puhdistuksessa ja maanparannusaineena.
5 Esillä olevassa keksinnössä kasvihuonekaasupäästöjen vähentäminen perustuu siis orgaanisten aineiden hiiltämiseen, jolloin hiilen erinomainen pysyvyys luonnossa hidastaa hiilen kiertoa oleellisesti. Poltettaessa orgaanisia yhdisteitä hiilidioksidi (C02) vapautuu heti, mikrobien lahottamana hiilidioksidin viipymä on kymmeniä vuosia, mutta hiillettynä satoja, ehkä tuhansia vuosia. Melo netelmän oleellinen lisäetu muodostuu hiillossa syntyvän poistokaasumäärän pienuudesta ja koostumuksesta. Seos sisältää hyvin vähän hiilidioksidia ja typpeä. Pääosa on vesihöyryä, joka on edullista tiivistää jäähdytyksen ja mahdollisen paineen noston avulla. Tällöin energian talteenotto on hyvin tehokas, eikä siihen vaikuta prosessiin syötetyn materiaalin kosteus juuri ollen-15 kaan.
Prosessissa voidaan edullisesti hyödyntää normaalisti energian tuotantoon huonosti soveltuvia materiaaleja, kuten yhdyskuntajäte ja puiden oksat, lehdet, havut, kannot ja juuret, jotka voidaan ajaa prosessiin kuivaamatta 20 murskaamon kautta. Kaikki orgaaninen materiaali kelpaa, kuten puu, kasvien osat, niistä valmistetut tuotteet, ja laitteistojärjestelyjen avulla myös jäteöljyt ja muovit.
Menetelmä poistaa pääosan kaatopaikkaongelmista ja tekee sen energiaa 25 tuottaen taloudelliseksi, tärkeimmän tavoitteen, C02-päästöjen vähentämisen lisäksi.
Prosessi voidaan muuntaa täydellisemmäksi suuria asutuskeskuksia palvelevissa laitoksissa, mutta myös yksinkertaisemmaksi pienille kapasiteeteille, 30 kuljetuskustannukset huomioiden.
5 111086
Keksinnön mukaisen laitteen tunnusmaiset piirteet on esitetty patenttivaatimuksessa 6.
Keksinnön edullisia suoritusmuotoja on esitetty epäitsenäisissä patenttivaati-5 muksissa.
Seuraavassa keksintöä selostetaan viittaamalla oheiseen kuvioon, joka esittää kaaviomaisesti hiiltoprosessin erästä suoritusmuotoa.
10 Hiiltolaitteeseen kuuluu vastavirtalämmitin, jota on merkitty viitenumerolla 1. Vastavirtalämmitin 1 on yhteydessä orgaanisen materiaalin siirtokanavan 41 välityksellä hiiltoreaktoriin 2. Hiiltoreaktori 2 on yhteydessä siinä syntyneiden aineiden, hiilen 20 ja kaasuseoksen 30, erillisiin jatkokäsittelylaitteisiin.
15 Hiilen 20 jatkokäsittelylaitteisiin kuuluu toisiinsa yhteydessä olevat jäähdytin 3, seula 4, leijupeti 5, pesuyksikkö 6 ja peIletointiyksikkö 7. Kaasuseoksen 30 jatkokäsittelylaitteisiin kuuluu toisiinsa yhteydessä olevat jälkipoltin 8, läm-mönvaihdin 9, vastavirtalämmitin 1, pesuyksikkö 10 ja keruuyksikkö 11.
20 Orgaanisen materiaalin varsinainen hiilto tapahtuu hiiltoreaktorissa 2. Ylipäänsä kaikki orgaaniset aineet soveltuvat prosessiin. Materiaaleina voi olla erityisesti kaatopaikkajäte, maatalouden kasvijätteet, puiden oksat ja kuoret, havut, kotitalouksien orgaaninen jäte, pakkauspahvit ja jossain määrin myös muovit.
25
Orgaanisen materiaalin kuumennus reaktorissa 2 tapahtuu hapettomassa tai rajoitetusti happea sisältävissä olosuhteissa. Happea tulee reaktoriin 2 lähinnä syötetyn orgaanisen materiaalin mukana. Tarvittaessa prosessin hallitsemiseksi hapen tuontia voidaan kuitenkin keinotekoisesti säädellä. Näin synty-30 neestä lämpöä ylläpitävästä eli eksotermisesta hiiltoreaktiosta saadaan lopputuotteena lähinnä hiiltä 20 sekä kaasuseos 30, mikä sisältää pääosin typpi- 6 111086 kaasua, höyrystynyttä vettä sekä pienen määrän CO2. Palavina komponentteina kaasuseos 20 sisältää lisäksi hiilimonoksidia, vetyä, metaania, asetonia ja etikka happoa.
Hiiltoreaktio saadaan aikaan reaktorissa 2 tietyissä lämpötiloissa. Tämä ta-5 pahtuu edullisesti 350 - 600°C lämpötiloissa. Alemmissa lämpötiloissa orgaaninen materiaali ei hiilly riittävän hyvin ja ylemmissä lämpötiloissa syntyneen hiilen 20 pinta-aktiivisuus heikkenee. Tästä johtuen hiilto tapahtuu edullisimmin n. 400 - 500°C lämpötiloissa. Prosessiin syötettävän puuaineen kuiva-aineesta n. 40% on hiiltä ja orgaanisen jäteaineen kuiva-aineesta on 10 n. 35% hiiltä. Edellä mainituissa lämpötiloissa orgaanisen aineen hiilestä yli 50%, edullisimmin kuitenkin n. 75 - 90%, muuttuu hiileksi 20.
Syntynyt hiili 20 erotetaan kaasuseoksesta 30 ja viedään pitkin siirtokanavia 42a, 42b jäähdyttimelle 3. Kaasuseoksen 30 mukana kanavaan 42 kulkeutu-15 van hiilipölyn erottamisessa voidaan käyttää esim. reaktorin 2 yhteydessä olevia sykloneja 13. Jäähdyttimen 3 lauhdutusaine, esimerkiksi vesi, tuodaan erikseen jäähdyttimelle 3. Jäähdyttimessä 3 olevan hiilen 20 lämpö-energia siirtyy lauhdutusaineeseen 21, joka viedään pitkin siirtokanavaa 42c vastavir-talämmittimelle 1. Tällöin hiilen 20 lämpöenergia hyödynnetään prosessiin 20 syötettävien materiaalien kuivaukseen ja lämmittämiseen.
Tässä vaiheessa jäähdyttimen 3 läpi viety hiilimateriaali ei luonnollisestikaan ole puhdasta hiiltä, vaan siinä on joukossa erilaisia epäpuhtauksia ja ei-palavia aineita, kuten hiekkaa ja metalleja, jotka erotetaan hiilestä 20. Tämä 25 saadaan aikaan edullisesti jollakin tunnetulla erotusmenetelmällä, joita ovat esimerkiksi täryseula 4, leijupeti 5, joilla saadaan karkeat epäpuhtaudet, esimerkiksi hiekka erotettua hiilestä.
Tämän jälkeen hiili 20 siirretään siirtokanavaa 42d pitkin ja pestään pesuyksi-30 kössä 6. Hiili 20 siirretään edelleen siirtokanavaa 42e pitkin pelletointiyksiköl- 7 111086 le 7, missä hiili 20 muunnetaan (pelletoidaan) eri tarkoituksiin sopiviin muotoihin.
Mikäli hiilellä ei ole riittävästi käyttöä vesien puhdistuksessa tai maanparan-5 nusaineena, se voidaan varastoida ja käyttää fossiilisten polttoaineiden tilalla sen jälkeen, kun kasvihuoneilmiö on hallinnassa.
Hiilestä 20 erotettu kaasuseos 30 viedään pitkin siirtokanavaa 43a jälkipoltti-meen 8. Jälkipolttimessa 8 syntyneet savukaasut ja palamaton osa kaato suseosta 30 siirretään siirtokanavaa 43b pitkin lämmönvaihtimelle 9. Läm-mönvaihtimella 9 otetaan lämpöenergia olennaisesti talteen, jolloin siitä saadaan esimerkiksi sähköä ja/tai kaukolämpöä. Tämän jälkeen savukaasut ja palamaton osa kaasuseosta 30 siirretään siirtokanavaa 44 pitkin vastavirta-lämmittimelle 1, missä kaasuseoksesta 30 vesihöyry nesteytyy ja lämpöener-15 gia käytetään prosessiin syötettävän orgaanisen materiaalin lämmittämisessä ja kuivauksessa. Neste poistetaan vastavirtalämmittimestä 1 poistokanavan 46 kautta vedenkeruuyksikölle 11. Siirtokanavia 44 ja 42c pitkin vastavirta-lämmittimelle 1 tulevat lämpövirrat säädetään siten, että vastavirtalämmitti-men 1 sisäänsyöttöpäässä, johon sisäänsyöttökuljetin 40 liittyy, savukaasujen 20 ym. jäljelle jääneiden kaasujen lämpötila on alle 100°C, edullisesti alle 90°C, sopivimmin alueella 30 - 50°C.
Kaasuseoksesta 30 jäljelle jäänyt typpikaasu ja pieni määrä CO2 ja vettä poistetaan vastavirtalämmittimestä 1 poistokanavan 45 kautta pesuyksikölle 10. 25 Tähän seokseen jää pieni määrä muita epäpuhtauksia, jotka voidaan poistaa normaaleilla kaasujen puhdistusmenetelmillä. Pesuaineseos syötetään pesu-yksikölle 10 sitä varten järjestettyä syöttökanavaa 12 pitkin. Pesuaineseok-seen jääneet epäpuhtaudet poistetaan syöttökanavaa 47 pitkin keruuyksikölle 11. Pääosa epäpuhtauksista (öljyt, suolat ja sakat) ovat vesien keruusäiliössä 30 11 ja ne käsitellään erikseen. Keruuyksiköllä 11 vesi ja muut aineet erotel laan toisistaan. Vesi kuljetetaan jatkokäsiteltäväksi pitkin syöttökanavaa 49 ja 8 111086 muut aineet kuljetetaan jatkokäsiteltäviksi pitkin syöttökanavaa 48. Ilmakehään poistokanavan 50 kautta siirrettävä savukaasumäärä on suhteellisen pieni ja erittäin puhdasta. Pääosa on typpeä sisältäen pieniä määriä C02, vettä ja epäpuhtauksia.
5

Claims (9)

111086
1. Menetelmä kasvihuonekaasupäästöjen, erityisesti hiilidioksidin vähentämiseksi, jossa hiiltä sisältävät aineet, puu, kasvien osat, niistä valmistetut tuot- 5 teet ja erityisesti energian tuotantoon huonosti soveltuvat kasvi- ja yhdyskuntajätteet käsitellään niin, että hiilidioksidin vapautuminen takaisin ilmakehään vähenee ja hidastuu oleellisesti, jossa menetelmässä orgaaninen massa hiilletään kuumentamalla hapettomassa tai rajoitetussa happimäärässä hiileksi (20), jonka määrä on yli 50% massan kuiva-aineen hiilipitoisuudesta, ja 10 kaasuseokseksi (30), mikä poltetaan ja primäärienergian talteenoton jälkeen tiivistetään paineettomana tai paineistettuna, tunnettu siitä, että kaa-suseoksen tiivistymisessä vapautuva lämpö hyödynnetään vastavirtaperiaat-teella prosessiin syötettävien materiaalien lämmittämisessä ja kuivauksessa siten, että myös vesihöyryn tiivistyessä vapautuva höyrystymislämpö saa-15 daan talteen.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että orgaaninen massa hiilletään hapettomassa tai rajoitetusti happea sisältävässä reaktorissa (2), jossa synnytetyssä eksotermisessä reaktiossa muodostuneet 20 ainakin hiili (20) ja kaasuseos (30) erotetaan toisistaan jatkokäsittelyä varten, ja että syntynyt hiili (20) hyödynnetään vesien puhdistuksessa ja maanparannusaineena.
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 25 reaktorissa (2) muodostunut hiili (20) jäähdytetään, erotetaan ei hiiltyvistä aineista seulan (4) ja/tai leijupedin (5) avulla, pestään ja muunnetaan eri tarkoituksiin sopiviksi siten, että hiilen (20) jäähdytyksen yhteydessä vapautunut lämpöenergia hyödynnetään prosessiin syötettävien materiaalien kuivaukseen ja/tai lämmittämiseen. 30 111086
4. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että reaktorissa (2) muodostunut kaasuseos (30) poltetaan jälkipolttimessa (8), ja saatu energia käytetään sähkö- ja/tai lämpöenergiana.
5. Jonkin patenttivaatimusten 1 - 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaikki prosessista poistuvat kaasut puhdistetaan.
6. Laite kasvihuonekaasupäästöjen vähentämiseksi, jossa hiiltä sisältävät aineet, puu, kasvien osat, niistä valmistetut tuotteet ja erityisesti energian tuo- 10 tantoon huonosti soveltuvat kasvi- ja yhdyskuntajätteet ovat käsiteltävissä niin, että kasvihuonekaasupäästöt, erityisesti hiilidioksidin vapautuminen takaisin ilmakehään vähenee ja hidastuu oleellisesti, laitteeseen kuuluessa hiil-toreaktori (2), jossa orgaaninen massa on hiillettävissä kuumentamalla hapettomassa tai rajoitetussa happimäärässä hiileksi (20), jonka määrä on yli 15 50% massan kuiva-aineen hiilipitoisuudesta, ja kaasuseokseksi (30), jälkipol- tin (8) kaasuseoksen polttamiseksi ja lämmönvaihdin (9) energian talteenot-tamiseksi, minkä jälkeen savukaasut ja palamaton osa kaasuseosta (30) on järjestetty tiivistettäväksi paineettomana tai paineistettuna, tunnettu siitä, että kaasujen tiivistyessä vapautuva lämpöenergia on jäljestetty hyödynnet-20 täväksi vastavirtalämmittimen (1) avulla prosessiin syötettävien materiaalien lämmittämisessä ja kuivauksessa siten, että myös vesihöyryn tiivistyessä höyrystymislämpö saadaan talteen.
7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että reaktorissa (2) 25 synnytetyssä eksotermisessä reaktiossa muodostuneet ainakin hiili (20) ja kaasuseos (30) on järjestetty erotettaviksi toisistaan jatkokäsittelyä varten, ja että syntynyt hiili (20) on hyödynnettävissä vesien puhdistuksessa ja maanparannusaineena.
8. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen laite, tunnettu siitä, että reaktoris sa (2) muodostunut hiili (20) jäähdytetään jäähdyttimessä (3), erotetaan ei 111086 hiiltyvistä aineista seulan (4) ja/tai leijupedin (5) avulla, pestään pesuyksi-kössä (6) ja muunnetaan pelletointiyksikössä (7) eri tarkoituksiin sopiviksi, ja että hiilen (20) jäähdytyksen yhteydessä vapautunut lämpöenergia on järjestetty hyödynnettäväksi prosessiin syötettävien materiaalien lämmittämisessä 5 ja kuivauksessa.
9. Jonkin patenttivaatimuksen 6 - 8 mukainen laite, tunnettu siitä, että materiaalien lämmittämisen ja kuivauksen yhteydessä hyväksi käytetyt jäähtyneet savukaasut ja palamaton osa kaasuseosta (30), joka ei ole tiivistynyt 10 nesteeksi, on jäljestetty pestäväksi pesuyksikössä (10). 111086
FI991566A 1999-07-08 1999-07-08 Menetelmä ja laite kasvihuonekaasupäästöjen vähentämiseksi FI111086B (fi)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI991566A FI111086B (fi) 1999-07-08 1999-07-08 Menetelmä ja laite kasvihuonekaasupäästöjen vähentämiseksi
DE60014949T DE60014949T2 (de) 1999-07-08 2000-07-10 Verfahren und vorrichtung zur reduktion von treibhausgasen
AU61631/00A AU6163100A (en) 1999-07-08 2000-07-10 Method and apparatus for reducing greenhouse gases
PCT/FI2000/000631 WO2001004235A1 (en) 1999-07-08 2000-07-10 Method and apparatus for reducing greenhouse gases
AT00948042T ATE279493T1 (de) 1999-07-08 2000-07-10 Verfahren und vorrichtung zur reduktion von treibhausgasen
EP00948042A EP1228164B1 (en) 1999-07-08 2000-07-10 Method and apparatus for reducing greenhouse gases

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI991566A FI111086B (fi) 1999-07-08 1999-07-08 Menetelmä ja laite kasvihuonekaasupäästöjen vähentämiseksi
FI991566 1999-07-08

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FI991566A FI991566A (fi) 2001-01-09
FI111086B true FI111086B (fi) 2003-05-30

Family

ID=8555046

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI991566A FI111086B (fi) 1999-07-08 1999-07-08 Menetelmä ja laite kasvihuonekaasupäästöjen vähentämiseksi

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP1228164B1 (fi)
AT (1) ATE279493T1 (fi)
AU (1) AU6163100A (fi)
DE (1) DE60014949T2 (fi)
FI (1) FI111086B (fi)
WO (1) WO2001004235A1 (fi)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI20020168A (fi) 2002-01-30 2003-07-31 Bcde Group Waste Man Ltd Oy Menetelmä ja laite sekajätteen käsittelemiseksi pyrolyysilla
DE102007018875A1 (de) * 2007-04-19 2008-10-23 COLLISI, Jörg Vorrichtung zur Verringerung des CO2-Gehalts in der Luft
US7905683B2 (en) 2007-04-27 2011-03-15 Enertech Environmental, Inc. Disposal of slurry in underground geologic formations
FR2945294B1 (fr) * 2009-05-07 2012-04-20 Olivier Lepez Procede et installation de densification energetique d'un produit sous forme de solides divises, en vue de l'obtention d'huiles pyrolytiques a vocation energetique
FI20096388A0 (fi) * 2009-12-23 2009-12-23 Aaf Consult Oy Menetelmä kasvihuonekaasupäästöjen rajoittamiseksi turpeen polttoainekäytössä
CN103627418A (zh) * 2013-11-30 2014-03-12 云南榕正生物能源有限公司 一种利用秸秆制备生物炭的方法
EP4134344A1 (en) * 2021-08-13 2023-02-15 Secil-Companhia Geral de Cal e Cimento S.A. System for the transportation of biomass with an integrated condensation module

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE8801377D0 (sv) * 1988-04-14 1988-04-14 Productcontrol Ltd Foredling av organiskt material
DE9319041U1 (de) * 1993-12-11 1994-02-24 Babcock-BSH AG vormals Büttner-Schilde-Haas AG, 47829 Krefeld Drehtrommel
DE4408455A1 (de) * 1994-03-12 1995-09-14 Metallgesellschaft Ag Verfahren zum Erzeugen von Holzkohle im Wanderbett
DE4416340A1 (de) * 1994-05-09 1995-11-16 Agr Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von Verbundverpackungen und/oder Kunststoffabfällen sowie Verwendung der bei der Pyrolyse entstehenden kohlenstoffhaltigen Feststoffanteile
IT1276116B1 (it) * 1995-11-10 1997-10-24 O E T Calusco S R L Procedimento ed impianto per la produzione di carbone vegetale mediante pirolisi di prodotti legnosi o biomasse vegetali in genere
GB9719429D0 (en) * 1997-09-13 1997-11-12 Shawton Engineering Limited A method of producing a clean gas from biodegradable waste material

Also Published As

Publication number Publication date
FI991566A (fi) 2001-01-09
DE60014949D1 (de) 2004-11-18
ATE279493T1 (de) 2004-10-15
DE60014949T2 (de) 2006-02-02
WO2001004235A1 (en) 2001-01-18
EP1228164A1 (en) 2002-08-07
AU6163100A (en) 2001-01-30
EP1228164B1 (en) 2004-10-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101290121B (zh) 湿污泥干化焚烧处理系统与工艺
EP2300574B1 (en) Method and apparatus for the manufacture of torrefied lignocellulosic material
RU2508157C2 (ru) Способ и система очистки сырых газов, в частности биогаза, для получения метана
KR101352442B1 (ko) 바이오매스의 세정 방법, 바이오매스탄의 제조 방법 및, 수직형로의 조업 방법
Dion et al. Review of CO2 recovery methods from the exhaust gas of biomass heating systems for safe enrichment in greenhouses
US20060048920A1 (en) Energy reclaiming process
BRPI0606737B1 (pt) método para reformar material carbonáceo por vapor
WO2005056723A1 (en) Method and system for the torrefaction of raw materials
US20110127778A1 (en) Method and apparatus for extracting energy from biomass
FI111086B (fi) Menetelmä ja laite kasvihuonekaasupäästöjen vähentämiseksi
CN104501176A (zh) 一种垃圾无害化处理系统及利用该系统处理垃圾的方法
Sumiyati et al. Potential use of banana plant (Musa spp.) as bio-sorbent materials for controlling gaseous pollutants
KR0164427B1 (ko) 산화 폐기가스의 정제방법
CA2512227A1 (en) Energy reclaiming process
HU193539B (en) Process for extraction of organic materials from gases by burning for making harmless connested with adsorbtion and utilization
JP2004083340A (ja) 有機系廃棄物からの水素回収方法
JP2010155913A (ja) 木本類の不完全燃焼ガスの製造方法、不完全燃焼ガス、木酢、融雪剤、蟻酸金属塩混合物の製造方法、蟻酸金属塩混合物
JP7240552B1 (ja) 有機酸の産生方法及び有機酸鉄の製造方法
WO2014206949A1 (de) Anlage und verfahren für das aufbereiten von brenngasen
RU2185236C1 (ru) Способ получения гидрофобного сорбента
KR102642306B1 (ko) 연속식 탄화장치를 이용한 낙엽 바이오차의 제조방법 및 상기 방법으로 제조된 낙엽 바이오차
EP3978433A1 (en) System for inclusion of pyrolysis processes in cement integral factories
KR20230095058A (ko) 고형 폐기물의 합성가스 및 수소로의 전환
Chikri et al. DECARBONISATION OPTIONS FOR THE DUTCH ACTIVATED CARBON INDUSTRY
JP2013017947A (ja) ファイトレメディエーションに用いた植物の処理方法