FI79755C

FI79755C - FOERFARANDE FOER UTNYTTJANDE AV FRUSEN TRAEDBARK SOM BRAENSLE OCH ANORDNING FOER UTFOERANDE AV FOERFARANDET.

Info

Publication number: FI79755C
Application number: FI823767A
Authority: FI
Inventors: Tapio Saalasti; Theodor Saresvuo
Original assignee: Tapio Saalasti
Priority date: 1982-11-03
Filing date: 1982-11-03
Publication date: 1990-02-12
Also published as: FI823767A0; FI823767L; FI79755B

Description

79755 i79755 i

MENETTELYTAPA JÄÄTYNEEN PUUNKUOREN HYVÄKSIKÄYTTÄMISEKSI POLTTOAINEENA JA LAITTEISTO MENETELMÄN TOTEUTTAMISEKSIPROCEDURE FOR THE USE OF FROZEN TIMBER BELL AS FUEL AND EQUIPMENT FOR IMPLEMENTING THE METHOD

Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan menettelytapa ja laitos, jolla mahdollisimman vähällä ja halvalla energialla jäätyneestä kuoresta poistetaan jää, lumi ja vettä sulattamalla kuori pyörivässä rummussa, jonka sisällä on kuumia kaasuja johtavia putkia, jotta kuori voidaan hyväksikäyttää tulipesässä polttamalla.The object of the present invention is to provide a method and a plant for removing ice, snow and water from a frozen shell with as little and cheap energy as possible by melting the shell in a rotating drum with hot gas pipes inside it so that the shell can be utilized in a furnace by burning.

On tunnettua, ettei jäätyneestä kuoresta voida mekaanisesti puristamalla poistaa vettä. On myös tunnettua, että esim. suomalaisen patenttihakemuksen no. 781 706 mukaiset ns. monipuristusmenetelmällä toimivat kuoripuristimet tuottavat likipitäen yhtä kuivaa, ka = 45 %, kuorta riippumatta kuoren alku-kosteudesta.It is known that water cannot be removed from a frozen shell by mechanical compression. It is also known that e.g. Finnish patent application no. 781 706. shell presses operating by the multi-compression method produce approximately one dry, ka = 45%, shell, regardless of the initial moisture of the shell.

Puun kuori on kasvavassa puussa kosteata, mutta varsinkin uitettujen tukkien ja kasalla olleiden tukkien kuori on hyvin märkää. Vuodenajasta ja kuorimis-tavasta riippuen kuoren kuiva-ainepitoisuus on vain ka = 10 - 35 %. Kuoressa on siis vettä 90 - 65 %. Havupuun kuoressa, paino noin 700 kg/i-m3, on kuiva-ainetta noin 120 kg/i-m3 ja vettä 580 - 280 kg/i-m3. Sahat toimivat talvellakin, joten tukkien mukana tulee kuorimakoneisiin lisäksi irtonaista jäätä ja lunta, ja kun kuoren lämpötila on esim. - 20°C, on kuoressa talvella niin paljon jäätynyttä vettä, ettei kuoren energia riitä korvaamaan veden haihduttamiseen tarvittavaa lämpöenergiaa, jos kuori kuivattaisiin lämmöllä vettä haihduttamalla. Siis talvikuorta ei voida hyväksikäyttää sellaisenaan tuli-pesässä polttamalla.The bark of the tree is moist in the growing tree, but especially the bark of floated logs and piled logs is very wet. Depending on the season and the method of peeling, the dry matter content of the peel is only ka = 10 to 35%. The shell thus contains 90-65% water. The softwood bark, weight about 700 kg / i-m3, has a dry matter content of about 120 kg / i-m3 and water 580-280 kg / i-m3. The saws also work in winter, so the logs also come with loose ice and snow, and when the shell temperature is, for example, - 20 ° C, there is so much frozen water in the shell in winter that the shell energy is not enough to replace the heat needed to evaporate water. by evaporation. Thus, the winter bark cannot be utilized as such in a fire-nest by burning.

Kuoren kuiva-ainepitoisuuden täytyy olla ka > 40 %, jotta kuori poltettaessa antaisi energiaa. Kuoressa oleva jää on sulatettava ja suurin osa vedestä on ennen polttoa poistettava.The dry matter content of the shell must be about 40% in order for the shell to provide energy when burned. The ice in the shell must be melted and most of the water must be removed before incineration.

79755 279755 2

Ennestään tunnetaan esim. suomalaisessa patenttijulkaisussa no. 28752 esitetty pyörivä, putkimainen lämmönvaihtaja, jossa on pyörivä lämmönvaihtoelin pyörimisakselinsa suuntaisine putkineen päätylevyihin kiinnitettynä. Tämä laite on laakeroitu pyöriväksi päätyseinällä varustettuun kapseliin siten, että laitteen kumpaankin päähän muodostuu kammio kapselin ja kahden putkilevyn väliin. Päätylevyissä on tulo- ja menoaukko toisesta kammiosta putkiston läpi toiseen kammioon kulkevaa väliainetta varten. Pyörivän laitteen päätylevyt on varustettu esim. kanavalla, joka ulottuu päätykammion läpi ja muodostaa tuloja menoaukon kiinteää, nestämäistä tai kaasumaista väliainetta varten, joka kulkee laitteen sisätilan läpi putken ulkopuolella.It is already known, for example, in the Finnish patent publication no. 28752, a rotary tubular heat exchanger having a rotating heat exchanger member with its tubes parallel to its axis of rotation attached to end plates. This device is rotatably mounted in a capsule with an end wall so that a chamber is formed at each end of the device between the capsule and the two tube plates. The end plates have an inlet and outlet from the second chamber for the medium passing through the piping to the second chamber. The end plates of the rotating device are provided, for example, with a channel which extends through the end chamber and forms inlets for a solid, liquid or gaseous medium of the outlet passing through the interior of the device outside the pipe.

Edellä esitetty laite ei kuitenkaan sovellu taloudellisesti käytettäväksi jäätyneen puunkuoren sulattamiseen. Tärkeimmät vaikuttavat erot ovat siinä, että tämän keksinnön mukaisessa rummussa on kuumennuskanavia rummun sisäpinnassa tai sisäpinnan läheisyydessä. Julkaisun mukaisessa täyttää putkisto suuren osan pyörivästä tilasta. Keksinnössä kuori kaltevassa asennossa pyörivään rumpuun syötettynä ja kanavien väliin pudottuaan kuumien kaasujen läpi nousee rummun pyöriessä rummun yläosaan ja putoaa sieltä alas putkien päälle ja niiden välissä olevaan veteen noustakseen taas uudelleen ylös. Tällaista useaan kertaan ylös nousua ja kuumaan veteen, kuumien putkien päälle putoavaa kuoren liikettä ei esiinny tunnetuissa laitteissa eikä siis myöskään julkaisun mukaisessa lämmönvaihtimessa.However, the above device is not economically suitable for thawing frozen bark. The main effective differences are that the drum according to the present invention has heating channels in or near the inner surface of the drum. According to the publication, the piping fills a large part of the rotating space. In the invention, the shell, when fed to a rotating drum in an inclined position and falling between the channels through the hot gases, rises as the drum rotates to the top of the drum and falls down there onto the tubes and into the water between them to rise again. Such a rise several times and the movement of the shell falling onto the hot water, on the hot pipes, does not occur in the known devices and thus also in the heat exchanger according to the publication.

On ilmeistä, että julkaisun mukaista laitetta ei voida käyttää jäätyneen kuoren sulattamiseen, koska on vaara, että kuori tukkisi koko putkiston.It is obvious that the device according to the publication cannot be used for thawing a frozen shell, because there is a risk that the shell will clog the entire piping.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle jäisen kuoren hyväksikäyttämiseksi ovat tunnusomaista patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa esitetyt seikat ja laitteistolle menetelmän toteuttamiseksi tunnusomaiset seikat on esitetty vaatimuksen 6 tunnusmerkkiosassa.The method according to the invention for utilizing an icy shell is characterized by the features set forth in the characterizing part of claim 1, and the features characteristic of the apparatus for carrying out the method are set forth in the characterizing part of claim 6.

79755 379755 3

Kuorta sulatettaessa on kyseessä suuret lämpömäärät, joten lämpöä on saatava edullisesti. Kun lämpöä otetaan esim. kattilalaitoksen savukaasuina, saadaan lämpöenergiaa, joka muuten olisi mennyt hukkaan. Savukaasujen lämpötila on 300 - 200°C. Nämä jäähdytetään jäätyneellä kuorella lämpötilaan 50 - 70°C, jolloin myös savukaasuissa olevan veden höyrystymislämpö n. 540 kcal/kg saadaan hyväksikäytettyä. Kylmät ja kosteat savukaasut puhalletaan sykloonin ja tuhkanlaskeutumistilan jälkeen ilmaan.When melting the shell, large amounts of heat are involved, so heat must be obtained cheaply. When heat is taken, for example, as flue gases from a boiler plant, thermal energy is obtained that would otherwise have been wasted. The temperature of the flue gases is 300 - 200 ° C. These are cooled with a frozen shell to a temperature of 50-70 ° C, whereby the heat of vaporization of the water in the flue gases of about 540 kcal / kg can also be utilized. Cold and moist flue gases are blown into the air after the cyclone and ash settling space.

Täten kuori sulatetaan halvalla jäte-energialla, savukaasuilla. Sulatuksen jälkeen kuori on, kuoren mukana tulleesta irtonaisen lumen ja jään määrästä sekä savukaasuista tiivistyneen veden määrästä riippuen täysin märkää.Thus, the shell is melted with cheap waste energy, flue gases. After thawing, the shell is completely wet, depending on the amount of loose snow and ice that came with the shell and the amount of water condensed from the flue gases.

Lämmin ja märkä kuori puristuu kuitenkin esim. pat.julkaisun 62330 mukaisella monipuristusmenetelmällä aina kuivaksi polttoaineeksi.However, the warm and wet shell is always compressed into dry fuel, for example by the multi-compression method according to Pat. 62330.

Keksintöä selitetään lähemmin oheisten kuvien ja selostuksen avulla. Kuvissa on tuotu lähinnä esille keksinnön sulatusidea kaaviomaisten esitysten avulla. Käytännön rakenteet voivat siten vaihdella monellakin tavalla.The invention will be explained in more detail with the aid of the accompanying figures and description. The figures mainly show the melting idea of the invention by means of schematic representations. Practical structures can thus vary in many ways.

Kuva Fig. 1 esittää erästä laitoksen rakennetapaa sivulta katsottuna leikkauksena halkaisijan kohdalta.Fig. 1 shows a side view of a construction of the plant in diameter.

Kuva Fig. 2 esittää laitoksen poikkileikkausta suurennettuna rummun kohdalta pitkin leikkausta I -1.Fig. 2 shows a cross-section of the plant enlarged at the drum along the section I -1.

Laitoksen kuorensulatusosan muodostaa pyörivä rumpu, osa 1, jonka sisällä on lähelle kehää, tukilevyjen 2 ja 3 avulla kiinnitetyt kaasuputket 4, joita kuvan 2 esimerkissä on 8 (kuvaan 1 piirretty vain 2 kpl). Rumpu on laakeroitu vinoon asentoon vaakatasoon nähden esim. rullilla 5. Kaltevuus voi olla esim. 1:10. Itse laakerointia ei ole esitetty eikä myöskään rummun pyöritykseen tarvittava voimanlähdettä. Ne voidaan tehdä tunnettua tekniikkaa käyttäen. Kaasuputket 4 on liitetty alapäästään kaasunsyöttörenkaaseen 6, johon esim. kattilalaitoksen kuumat savukaasut ohjataan putken 7 avulla.The shell melting part of the plant is formed by a rotating drum, a part 1 with a perimeter close to it, gas pipes 4 fixed by means of support plates 2 and 3, which are 8 in the example of Fig. 2 (only 2 are drawn in Fig. 1). The drum is mounted at an angle to the horizontal, e.g. with rollers 5. The inclination can be e.g. 1:10. The bearing itself is not shown, nor is the power source required to rotate the drum. They can be made using known techniques. The gas pipes 4 are connected at their lower end to a gas supply ring 6, to which, for example, the hot flue gases of the boiler plant are directed by means of a pipe 7.

79755 479755 4

Rummun yläpäässä on kuorikuilu 8 ja sen alaosassa kuoren syöttöruuvi 9 ja sulatusrummun sisälle johtava syöttöputki 10. Tämä on tiivistetty sokkelo-tiivisteellä 11 pyörivään rumpuun.At the upper end of the drum there is a shell shaft 8 and at its lower part there is a shell feed screw 9 and a feed pipe 10 leading inside the melting drum. This is sealed by a maze seal 11 to the rotating drum.

Kaasuputkista rummun yläpäähän tuleva kuuma kaasu palaa takaisin pyörivän rummun keskellä rummun alapäähän ja sieltä syklooniin 12. Rummun alapään aukko on muodostettu laajenevaksi kohdassa 14. Tämä on pyörivää osaa. Rummun laajenevassa aukossa on myös kiinteitä johdelevyjä 15, jotka ohjaavat kaasut pyörivään liikkeeseen sykloonin 12 sisällä. Kaasut poistuvat ylös aukosta 13.The hot gas coming from the gas pipes to the upper end of the drum returns back in the middle of the rotating drum to the lower end of the drum and from there to the cyclone 12. The opening at the lower end of the drum is formed to expand at 14. This is the rotating part. The expanding opening of the drum also has fixed guide plates 15 which direct the gases to a rotating motion inside the cyclone 12. The gases escape from the opening 13.

Sykloonin alaosassa on kuoritila 16 ja tämän alla kuoren poistoruuvi 17. Kuoren sulatuslaitoksen toiminta on seuraava: Jäätynyt kuori tuodaan kuorikuiluun 8, josta kuoren syöttöruuvi 9 painaa sen pyörivään rumpuun 1, joka pyörii noin 10 kierrosta/min. Syöttöruuvista tuleva kuori putoaa kaasuputkien väliin kohtaan 18. Kuori nousee putkien välissä puolen kierroksen ajan esim. kohdasta A kohtaan B ja putoaa sitten ylhäältä kohdasta B kohtaan C, Fig. 1, ja joutuu uudelleen ylös ja taas alas. Kuori putoaa siis joka kierroksen aikana kaksi kertaa eli 20 kertaa minuutissa. Joka pudotuksen aikana kuori etenee rummun 1, jonka halkaisija on esim.At the bottom of the cyclone there is a shell space 16 and below it a shell discharge screw 17. The operation of the shell defrosting plant is as follows: The frozen shell is introduced into the shell shaft 8, where the shell feed screw 9 presses it into a rotating drum 1 rotating at about 10 rpm. from the feed screw shell falls between the gas pipe rises to 18. The shell side of the tubes between the lap e.g. from point A to point B, and then falls from the top point B, point C, Fig. 1, and will have to re-up and back down again. The shell therefore falls twice during each cycle, i.e. 20 times per minute. During each drop, the shell advances a drum 1 with a diameter of e.g.

2 m, sisällä n. 20 cm, joten 8 m:ä pitkän rummun läpi mennessä se putoaa n.2 m, inside about 20 cm, so by 8 m long through the drum it will fall approx.

40 kertaa. Kuoren kulkuaika rummun läpi on noin 2,5 min.40 times. The passage time of the shell through the drum is about 2.5 min.

Kuorien kulkiessa rummussa johdetaan kaasuputkiin 4 kuoren kulkusuuntaa vastaan kuumia savukaasuja. Kuuma kaasu tulee ulos putkista rummun yläpäässä ja kääntyy kulkemaan kuorivirran suuntaan rummun keskellä ja menee alapäästä ulos syklooniin. Kaasuvirta vie mennessään kevyet ja kuivat kuoret syklooniin, jossa ne putoavat alas kuoritilaan 16. Kun kaasuvirralla erotetaan kevyet ja sulaneet kuoret jatkuvasti jäisten kuorten joukosta, säästetään lämpö-energiaa ja sulatuslaitteen teho suurenee.As the shells pass through the drum, hot flue gases are introduced into the gas pipes 4 against the direction of travel of the shell. The hot gas comes out of the tubes at the upper end of the drum and turns to flow in the direction of the shell flow in the middle of the drum and goes out from the lower end into the cyclone. As the gas stream enters the light and dry shells into the cyclone, where they fall down into the shell space 16. When the gas stream continuously separates the light and molten shells from the icy shells, thermal energy is saved and the power of the melter increases.

Il 79755 5Il 79755 5

Kun sulatusrumpu pyörii nuolen suuntaan jatkavat jäiset ja painavat kuoret matkaansa pudoten aina 2 kertaa kierroksella, kuumien kaasuputkien 4 väliin, nousten näiden kuumien putkien pinnalla ylös, Fig. 2. Tällöin ne joutuvat aina uudessa asennossa kuumien putkien pintaa vasten ja jää sulaa. Lämmön johtuminen putkista kuoreen on erittäin hyvä, sillä rummun ja kuuman kaasuputken väliin muodostuu kouru 19, Fig. 2, jossa kuoresta sulanutta vettä pysyy silloin, kun kuori ja tämä vesi nousevat ylös. Jäistä kuorta ja sulanutta vettä siis sekoitetaan koko ajan rummun sisällä, joten lämmön siirtyminen putkista kuoreen on hyvä ja sulaminen tapahtuu mahdollisimman edullisesti ja nopeasti.When the melting drum rotates in the direction of the arrow and will continue to press the frozen envelopes journey always falling to two times the round, between the hot gas tubes 4, rising from the surface of the hot pipes up, Fig. 2. Thus, they always have a new position against the surface of the tubes and the ice melts. The conduction of heat from the pipes to the shell is very good, since a trough 19, Fig. 2, is formed between the drum and the hot gas pipe, where molten water remains from the shell when the shell and this water rise. The icy shell and melted water are thus constantly mixed inside the drum, so that the heat transfer from the tubes to the shell is good and melting takes place as cheaply and quickly as possible.

Kuoresta sulanut vesi virtaa alaspäin. Pyörivän rummun alapäässä on vähän kaasuputkien halkaisijaa leveämpi rengasmainen välilaippa 20, johon kaasuputket on kiinnitetty. Rummun alaosaan, tätä välilaippaa vasten, muodostuu kuumien kaasuputkien väliin vesivarasto 21, jossa viimeiset suurimmat jää-kimpaleet tai jäiset kuoret sulavat.The melted water from the shell flows downwards. At the lower end of the rotating drum there is an annular intermediate flange 20 slightly wider than the diameter of the gas pipes, to which the gas pipes are attached. In the lower part of the drum, against this intermediate flange, a water reservoir 21 is formed between the hot gas pipes, where the last largest pieces of ice or shells melt.

Kun kuori on sulatusrummussa sulatettu, johdetaan märkä kuori, ka = 10 - 20 %, monipuristusmenetelmällä toimivaan kuorenkuivaus-puristimeen. Lämmin 50 - 60°C kuori on helposti puristettavaa ja puristimen jälkeen kuori on kuohkeata, ilmaa läpäisevää ja se palaa hyvin antaen lämpöenergiaa, sillä kuoren kuiva-ainepitoisuus on noin ka = 45 %.After the shell has been melted in the melting drum, the wet shell, ka = 10 - 20%, is fed to a shell drying press operating by a multi-compression method. The shell, which is warm at 50-60 ° C, is easy to press and after the press the shell is fluffy, air permeable and burns well, giving thermal energy, as the dry matter content of the shell is about ka = 45%.

Tämä mekaaninen puristus vaatii energiaa vähemmän kuin 1/100 osan siitä, mitä kuoren kuivaus lämmöllä haihduttamalla vaatii.This mechanical compression requires less than 1/100 of the energy required to dry the shell by heat evaporation.

Täten tämän keksinnön mukainen menettelytapa ja laitteisto jäätyneen kuoren hyväksikäyttämiseksi toimii halvalla savukaasuenergialla taloudellisesti ja jäätyneestä kuoresta on näin saatu arvokas polttoaine.Thus, the method and apparatus for utilizing a frozen shell according to the present invention operates economically with cheap flue gas energy, and a valuable fuel is thus obtained from the frozen shell.

Claims

1 Procedure for the use of frozen tree bark by thawing the bark in a rotating drum, there are tubes which lead hot gas, characterized in that frozen bark is measured in an inclined position rotating drum (1), in which in the longitudinal direction of the drum in the inner surface of the drum or in the vicinity thereof are provided with small gases, heating gases or pipes (4) in which the hot gases flow downwards from up to the vicinity of the upper end and return to the middle of the drum, so that the frozen bark always moves in the hot gases. gas when the repeated threads fall down the upper part of the drum, in that it passes through the drum to a cyclone and the hot wet bark is led to drying in a mechanical drying press.

A process according to claim 1, characterized in that the hot gases, e.g. the temperature of the flue gases drops inside the heating ducts below the dew point.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that hot gases are conducted from the lower ends of the tubes (4) to their upper ends to the vicinity of the upper end of the drum where they pivot and pass through the drum in the middle thereof and out through the lower end of the drum. cyclone.

A method of utilizing tree bark according to claims 1, 2 or 3, characterized in that dry, light bark and heavy, frozen bark are separated from each other by an air stream so that the air stream passes the dry and light bark quickly through the drum to the cyclone (12). and the heavy, frozen bark is advanced in the drum so that it falls repeatedly through the hot air stream. Il 79755 p

Method according to claim 1, 2, 3 or 4, characterized in that the frozen bark falls into hot, melted ice formed water at the lower end of the drum (1) which accelerates thawing of the frozen bark before the bark is measured out of the drum. .

Defrosting system for frozen bark for performing the method according to claim 1, characterized in that it comprises an inclined rotatable drum (1) in the upper end of which an opening for an inlet tube (10) for frozen bark is provided and within the drum in the vicinity of its inner surface is provided with the shaft parallel at small distances from one another, gas pipes (4) into which hot gases are conducted at the lower end and discharged through the upper end so that they pass through the drum and through its lower part into a cyclone and out out of the drum.

Installation according to claim 6, characterized in that in the lower end of the drum (1) there is an annular tube (6) for supplying gas and a opening (14) leading to the cyclone (12).

Installation according to claim 6 or 7, characterized in that the gas pipes (6) are connected to elongated discs (3) which are parallel to the radius of the drum (1) and supported by transverse supporting discs (2) against the drum, whereby The longitudinal grooves (19) of the drum (Fig. 2) are formed.

Installation according to claim 6, 7 or 8, characterized in that in the lower end of the drum (1) there is an annular intermediate flange (20) which prevents hot water (21) formed in the drum from flowing out so that it only emits the part of the water flowing over the edge.