FI76116C - Process foer framstaellning av braensle. - Google Patents

Description

761 1 6

Prosessi polttoaineen valmistamiseksi Process för framställning av bränsle Tämä keksintö koskee prosessia polttoaineen valmistamiseksi, joka sopii erityisesti käytettäväksi syklonipolttimissa (pyörrepolttimissa).

Puuta on pitkään käytetty polttoaineena sekä teollisuudessa että koti-5 talouksissa. Polttopuuta on käytetty katkaistuna erilaisiin kokoihin, kuten halkoina (halkaistut pölkyt) ja lastuina ja polttoaineena on yritetty käyttää myös sellaisia jätetuotteita, kuten sahanpurua. Tutkimukset ovat osoittaneet, että lehtipuuta on saatavissa suuria määriä jäte-puun muodossa ohennetuilta ja puhdistetuilta alueilta ja pensaikoista.

10 Tällaisen puun polttamista lastujen, ns. viherlastujen muodossa on aloiteltu, mutta se ei näytä johtaneen minkäänlaisiin markkinoihin viher-lastuille (lastuille nuoresta puumateriaalista).

Nyt on yllättäen havaittu, että puujauhoa, jonka keskimääräinen hiukkas-15 koko on likimain 100-900 pm, edullisesti 300-700 pm, voidaan polttaa suurella teholla syklonipolttimissa, jotka ovat samanlaisia kuin nyt öljyn poltossa käytetyt polttimet.

Tämä keksintö koskee siten prosessia polttoaineen valmistamiseksi ja pro-20 sessi on tunnettu siitä, että puu jauhetaan ensimmäisessä vaiheessa jauheeksi, jossa hiukkaskoko on 15 mm:iin, mieluummin 12 mm:iin asti, esimerkiksi 5 mm, että tuloksena oleva jauhe kuivataan enintään 15%:n, mieluimmin enintään 10%:n kosteuspitoisuuteen, ja että tämä kuivattu jauhe jauhetaan toisessa vaiheessa keskimääräiseen hiukkaskokoon 100-900 pm, 25 mieluummin 300-700 pm, ja enintään 8%:n, esimerkiksi 3-5%:n kosteuspitoisuuteen. Puu on mieluimmin lastujen muodossa lähtöaineena jauhatus-prosessille.

Prosessi suoritetaan mieluiten siten, että prosessin suorittamiseen tar-30 koitettuun laitokseen kuljetetut tai paikalla valmistetut lastut jauhetaan sinänsä tunnetulla tavalla varastoinnin jälkeen tai suoraan pyörivässä leikkurissa tai vasaramyllyssä. Lastut, jotka voivat olla mitä tahansa puutyppiä, esimerkiksi lehtipuuta kuten koivua ja haapaa tai havupuuta kuten kuusta, mäntyä tai niiden seoksia, ovat tavallista lastuko- 2 76116 koa, esimerkiksi paksuudeltaan noin 5 mm ja pituudeltaan noin 30 mm. Lastujen kosteuspitoisuus on esimerkiksi alueella 30-65%. On sopivaa, että lastujen kosteuspitoisuus on noin 30%, mikä voidaan saavuttaa kasaamalla aumoihin metsässä ennen kuljettamista jauhatuslaitokseen tai 5 esikuivaamalla automaattisessa varastossa, missä lastuja pidetään ennen jauhatusta. Alhaisemmalla kosteuspitoisuudella säästetään näin kuivaus-energiaa.

Mylly tätä ensimmäistä jauhatusta varten on edullisesti varustettu mag-10 neettisella erottimella sekä eroittimilla lastuja raskaammalle materiaalille kuten karkealle hiekalle, lasille, ei-magneettisille metalleille jne. Tässä ensimmäisessä jauhatusvaiheessa lastut jauhetaan jauhoksi, jossa hiukkaskoko voi nousta 15 mm:iin saakka hiukkaskooltaan suuremman materiaalin palautuessa myllyyn ja hiukkaskooltaan alle 15 mm oleva ma-15 teriaali siirretään kuivatuslaitokseen tai vaihtoehtoisesti välivaras-tointisäiliöön tuotannon tasapainottamiseksi myllyssä ja kuivauslaitok-sessa.

Ensimmäisestä jauhatusprosessista tulevalla jauheella on suunnilleen 20 sama kosteuspitoisuus kuin sisääntulevilla lastuilla eli noin 30-65%. Kuivaus voi tapahtua esimerkiksi rummussa kuumalla ilmalla, savukaasuilla ja mahdollisesti lisätyllä sekundääri-ilmalla ja savukaasut voidaan saada puujauhetta polttavasta kattilasta. Kattilassa ei tarvita kuin poltin ja polttokammio, mutta sen pitäisi olla niin hyvin eristet-25 ty, että lämpöhäviöt ovat mahdollisimman pieniä. Jauhetun jauheen mini-mikosteuden ollessa 30% se on niin märkää, ettei räjähdys- tai syttymis-ongelmia synny siinäkään tapauksessa, että savukaasut sisältäisivät hehkuvia tai palavia hiukkasia kuivausrummun sisääntulossa. Savukaasujen (kuivausilman) lämpötila säädetään sopivasti 550-850°C:een riippuen mm. 30 lähtöaineen kosteuspitoisuudesta ja hiukkaskoosta. Mahdollisimman hyvän hyötysuhteen saavuttamiseksi ulostulevien kaasujen lämpötilan tulisi olla niin alhaisen kuin mahdollista, jopa noin 55°C. Koko kuivausproses-sia on mahdollista ohjata termostaatin avulla.

35 Savukaasu voidaan kuivauslaitteen jälkeen puhdistaa ja vapauttaa mm. pölystä ja muista kiinteistä hiukkasista esimerkiksi syklonien avulla ja/ tai puhdistamalla vedellä (pesuri), jolloin lämmön talteenotto tapahtuu automaattisesti. Tämän pölyn räjähdysalttiuden ja syttyvyyden takia tu- 3 761 1 6 lisi järjestää varmuuslevyjä ja automaattisia sammutuslaitteita näiden syklonien yhteyteen ja sen lisäksi kaikkiin herkkiin kohtiin koko prosessissa.

5 Kuivauslaitoksesta tuleva kuivattu jauhe voidaan varastoida säiliöihin puskurivaraston saamiseksi seuraavaa jauhatusvaihetta varten. Tässä toisessa jauhatusvaiheessa käytetyt myllyt voivat olla analogisia ensimmäisessä vaiheessa käytetyille, mutta seula-aukot ovat pienempiä. Sopivia seula-aukkoja ovat sellaiset, että saadaan kooltaan enintään 10 0,700 mm olevia hiukkasia; jos jauhe on tarkoitettu polttomoottoreita varten seula-aukot tulisi valita pienemmiksi, vaikkapa enintään 0,300 mm. Jauhe kuivuu lisää myllyssä kehittyvän kitkalämmön avulla ja näin saadaan "kuivaa jauhetta" (puujauhoa), jonka kosteuspitoisuus on suunnilleen 2-5%. Jauhe kuljetetaan tästä toisesta jauhatusvaihees-15 ta viimeistellylle jauholle tarkoitettuun säiliöön.

Lopullinen jauhe voidaan tietenkin käyttää suoraan jauheen valmistuspaikkaa lähellä sijaitsevassa laitoksessa esimerkiksi höyrykattiloiden ja kuumavesikattiloiden lämmittämiseen. Se on kuitenkin helposti 20 kuljetettavissa esimerkiksi säiliöautoissa. Tällä tavalla on mahdollista sijoittaa laitos puujauheen valmistamiseksi tätä tuotantoa varten sopivaan paikkaan, kun taas kulutuspaikka järjestetään sopivammin käytön, esimerkiksi sähköntuotannon ja lämmöntuotannon mukaan.

25 Sinänsä tunnettuja myllyjä, kuivaimia ja kuljetusvälineitä voidaan käyttää. Kuljetuselimet voivat olla esimerkiksi hihnakuljettimia ja ketju-kuljettimia, mutta on otettava huomioon, että puujauheen ja ilman räjähtäviä seoksia pitäisi välttää. Tämän huomioon ottaen voidaan käyttää pneumaattisia systeemejä ja ruuvikuljettimet voivat korvat muita 30 systeemejä. Lämmön talteenotto järjestetään tietenkin sikäli kuin se on taloudellista.

Puujauheen polttaminen tapahtuu mm. sillä tavalla, että ilmaa ja jauhetta sekoitetaan pyörteilyn avulla ja muodostetaan pölypilvi, joka voi-35 daan polttaa täydellisesti palamisen tapahtuessa pääasiallisesti samalla tavalla kuin öljypolttimessa. Pölypilvi sytytetään sopivasti öljy- tai kaasupilottipolttimen tai erityisen hehkulangan avulla.

4 761 1 6

Sellaisia puujauhepolttimia on mahdollista käyttää kattiloissa, joita nyt lämmitetään öljyllä. Palamista voidaan tarkata ja hallita samalla tavalla kuin öljyllä. Hehkuvaa massaa ei esiinny ja tuhkaa saadaan pieniä määriä. Kattiloissa syöttölaitteiden tai arinoiden avulla lämmittä-5 miseen liittyvät ongelmat vältetään.

Tämän keksinnön mukaisesti valmistetulla tuotteella on hyvä varastoin-tikelpoisuus; täten se ei absorboi kosteutta, ei hajoa biologisesti ja antaa hyvän hyötysuhteen poltossa. Poltossa voidaan saavuttaa niinkin 10 korkeita liekin lämpötiloja kuin 1200-1600°C. Vain mitättömiä määriä myrkyllisiä aineita kuten polysyklisiä aromaattisia hiilivetyjä esiintyy savukaasuissa erotuksena tavallisen puun tai lastujen poltosta.

Jauheen hyvien kuljetusominaisuuksien ansiosta se voi korvata öljyä, 15 jos kuljetustuet valmistuspaikasta kulutuspaikkaan eivät ole liian pitkiä. Lisäksi sillä on se etu öljyyn ja hiileen nähden, että savukaasut eivät ole happamia eikä hapon saostumista tapahdu.

Koska polttimen koko pääasiallisesti määrää siinä käytettävän hiukkas-20 ten maksimikoon tiettyyn laitokseen toimitettavien jauheiden keskimääräinen hiukkaskoko tulisi sovittaa tämän laitoksen kapasiteetin mukaan. Nyt näyttää siltä, että keskimääräiset hiukkaskoot aina 700 pm:iin asti ovat sopivia. Keskimääräisen hiukkaskoon alemmassa 100-300 pm:n alueessa löytyy käyttöä pienissä polttimissa ja ennen kaikkea polttomoottoreis-25 sa. On myös ilmeistä, että tuloksena oleva jauhe sisältää hyvin pieniä hiukkasia samoin kuin suurempia, koska vain liian suuret hiukkaset erotetaan. On myös selvää, että puu voi käsittää muutakin kuin lastuja. Siten lähtöaine voi olla sahanpurua, kutterinlastuja ja jäteainetta puuntyöstö laitoksista.

Claims (6)

1. Prosessi erikoisesti syklonipolttimlssa käytettävän polttoaineen valmistamiseksi» tunnettu siitä, että puuta jauhetaan ensim-5 mälsessä valheessa jauheeksi, jossa hiukkaskoko on 15 mm:iin asti, että tuloksena oleva jauhe kuivataan enintään 15%:n kosteuspitoisuuteen ja että tämä kuivattu jauhe jauhetaan toisessa valheessa keskimääräiseen hiukkaskokoon 100-900 pm ja alle 8%:n kosteuspitoisuuteen.

1 Patenttivaatimukset

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen prosessi, tunnettu siltä, että kosteuspitoisuus on enintään 10% kuivauksen jälkeen.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen prosessi, tunnettu siitä, että kosteuspitoisuus toisen jauhatusvaiheen jälkeen on 2-5%. 15

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen prosessi, tunnettu siitä, että tuloksena olevan polttoaineen keskimääräinen hiukkaskoko on 300-700 jum.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen prosessi, tunnettu siltä, että tuloksena olevan polttoaineen keskimääräinen hiukkaskoko on 200-400 jum.

5 76116

6. Puujauheen, jonka keskimääräinen hiukkaskoko on alle 900 pm, mieluim-25 min alle 700 pm ja kosteuspitoisuus enintään 8% käyttö polttoaineena kattiloissa, kuumaveslkattilolssa, kuumailmakattiloissa, polttomoottoreissa ja sen tapaisissa. 30 35