JP2014532096A - Method and system for roasting lignocellulosic material - Google Patents

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Abstract

積み重ねられたトレイを有する焙焼反応槽を使用するバイオマスの焙焼のための方法であって、この方法は、バイオマス材料が反応槽内のトレイの垂直スタックの上部トレイ上に堆積するように、バイオマスを反応槽の上部入口に供給すること;バイオマスをトレイのそれぞれの開口を通過させて、バイオマスを下部トレイ上に堆積させることによって、バイオマスをトレイから順次落下させること;バイオマスが積み重ねられたトレイのそれぞれを回るように移動するときに、バイオマス材料を反応槽に注入された酸素欠乏気体を用いて加熱すること;上部トレイ上のバイオマスを通過する水分を含む気体を、その上部トレイのそれぞれの直下において抽出すること;積み重ねられたトレイの下部トレイにおいてバイオマスが焙焼を行なっているときに、バイオマスが積み重ねられたトレイから反応槽内のバイオマスの堆積物に落下するまで、バイオマスと共に気体を保持すること;バイオマスの焙焼によって揮発した有機化合物を含む気体を、積み重ねられたトレイとバイオマスの堆積物との間の高さにある反応槽の気体出口から抽出すること;及び焙焼済みバイオマスを焙焼反応槽の下部出口から排出することを含む。A method for roasting biomass using a roasting reaction vessel having stacked trays, wherein the method is such that the biomass material is deposited on the upper tray of a vertical stack of trays in the reaction vessel. Feeding biomass to the upper inlet of the reactor; sequentially dropping the biomass from the tray by passing the biomass through each opening in the tray and depositing the biomass on the lower tray; a tray on which the biomass is stacked Heating the biomass material with an oxygen-deficient gas injected into the reactor as it travels around each of the gas; the moisture containing gas passing through the biomass on the upper tray Extracting directly below; biomass roasted in the lower tray of the stacked trays Holding the gas with the biomass until it falls from the stacked tray to the biomass deposit in the reaction vessel; the tray containing the organic compound volatilized by roasting of the biomass Extracting from the gas outlet of the reaction vessel at a height between the bottom and the biomass deposit; and discharging the roasted biomass from the lower outlet of the roasting reaction vessel.

Description

関連出願Related applications

本願は、2011年9月21に出願された米国仮特許出願第61/537,413号及び2011年10月27日に出願された同第61/551,932号の優先権を主張し、これらの出願の全体が参照により本明細書に組み込まれる。   This application claims the priority of US Provisional Patent Application No. 61 / 537,413 filed on September 21, 2011 and 61 / 551,932 filed on October 27, 2011. The entire application of which is incorporated herein by reference.

発明の背景Background of the Invention

本発明は、広義には、木材や他のリグノセルロース材料のようなバイオマス材料、及びプラスチック画分や廃棄物由来燃料(Refuse−Derived Fuel;RDF)のような化石系材料含有バイオマス(これらの材料をまとめて「バイオマス材料」と称する)の焙焼のためのシステムおよび方法に関する。より詳しくは、本発明は、バイオマス材料の焙焼のための加圧された反応槽に関する。   The present invention broadly includes biomass materials such as wood and other lignocellulosic materials, and biomass containing fossil materials such as plastic fractions and waste-derived fuel (RDF) (these materials). Are collectively referred to as “biomass material”). More particularly, the present invention relates to a pressurized reactor for roasting biomass material.

焙焼は、熱分解(pyrolysis)として知られるプロセスに使用される範囲外の温度である摂氏200度(℃)〜400℃又は200℃〜350℃という比較的低い温度下に酸素欠乏雰囲気で通常行われるバイオマスの熱処理のことを指す。酸素欠乏雰囲気は、大気中の酸素の割合と比較して低い酸素の割合を有する。焙焼プロセスは、米国特許出願公開公報第2011/0041392号に記載されている。焙焼によって、バイオマス材料は、投入されるバイオマスと比べて増大したエネルギー密度を有する効率的な燃料に変換される。焙焼によって、バイオマス材料から水分及び揮発性成分が除去される。焙焼において、バイオマス材料のヘミセルロース画分は大部分が破壊されて、水分及び揮発性有機化合物(Volatile Organic Compound;VOC)を生成する一方、セルロース画分は解重合されて、未処理のバイオマス材料よりも高いエネルギー密度(質量ベースで)を有する疎水性の固体可燃性燃料生成物を生成する。さらに、焙焼済みバイオマス材料は粉砕されてもよい。   Roasting is usually performed in an oxygen-deficient atmosphere at a relatively low temperature of 200 degrees Celsius (° C.) to 400 ° C. or 200 ° C. to 350 ° C., a temperature outside the range used in a process known as pyrolysis It refers to the heat treatment of biomass that is performed. The oxygen-deficient atmosphere has a low oxygen proportion compared to the proportion of oxygen in the atmosphere. The roasting process is described in US Patent Application Publication No. 2011/0041392. By roasting, the biomass material is converted into an efficient fuel having an increased energy density compared to the biomass that is input. Roasting removes moisture and volatile components from the biomass material. In roasting, the hemicellulose fraction of the biomass material is largely destroyed to produce moisture and volatile organic compounds (VOC), while the cellulose fraction is depolymerized to yield untreated biomass material. Produces a hydrophobic solid combustible fuel product having a higher energy density (on a mass basis). Furthermore, the roasted biomass material may be pulverized.

焙焼は、バイオマスの化学構造を変化させる。焙焼済みバイオマスは、石炭火力施設で燃焼させてもよく(焙焼済み木材又はバイオマスは、低品位炭の特徴と類似した特徴を有する)、高品位の燃料ペレットに圧縮することもできる。   Roasting changes the chemical structure of the biomass. The roasted biomass may be combusted in a coal fired facility (roasted wood or biomass has characteristics similar to those of low grade coal) and may be compressed into high grade fuel pellets.

米国特許出願公開公報第2010/0083530号(‘530出願)に記載されているように、複数のトレイを有する加圧されていない反応槽が焙焼に使用されている。‘530出願は、焙焼を大気圧で運転される反応槽で行なうことを推奨している。この推奨に鑑みると、‘530出願は、反応槽を、大気圧を超える圧力で運転すべきではないことを教示している。‘530出願の段落0061を参照。   As described in U.S. Patent Application Publication No. 2010/0083530 ('530 application), an unpressurized reaction vessel with multiple trays is used for roasting. The '530 application recommends that roasting be carried out in a reactor operated at atmospheric pressure. In view of this recommendation, the '530 application teaches that the reactor should not be operated at pressures above atmospheric pressure. See paragraph 0061 of the '530 application.

複数のトレイを有する加圧された反応槽が、パルプ製造工場でパルプを酸化により脱リグニン化するために使用されている。複数のトレイを有するパルプ化反応槽の例が米国特許公報第3,742,735号(‘735特許)及び米国特許公報第3,660,225号(‘225特許)に開示されている。複数のトレイを有する反応槽によって、パルプを、反応槽内の垂直配置トレイ内を通して落下させることができる。トレイによって、パルプを、個々のバッチで反応槽内を順次落下させることができる。パルプ化反応槽内が酸素を豊富に含む環境であると、パルプの脱リグニン化及び漂白が促進される。‘735特許及び‘225特許は、酸素欠乏環境を有するパルプ化反応槽を木材又はその他のバイオマス材料の焙焼に使用することを示唆していない。   Pressurized reactors with multiple trays are used in pulp mills to delignify pulp by oxidation. Examples of pulping reactors having multiple trays are disclosed in U.S. Pat. No. 3,742,735 (the '735 patent) and U.S. Pat. No. 3,660,225 (the' 225 patent). A reaction vessel having a plurality of trays allows pulp to fall through a vertically arranged tray in the reaction vessel. The tray allows the pulp to fall sequentially in the reaction vessel in individual batches. When the inside of the pulping reaction tank is rich in oxygen, delignification and bleaching of the pulp are promoted. The '735 and' 225 patents do not suggest using a pulping reactor having an oxygen-deficient environment for roasting wood or other biomass material.

発明の簡単な記載Brief description of the invention

反応槽は、バイオマスが反応槽内の各高さで均一に加熱されるように、各トレイ上のバイオマスを加熱する。各トレイ上での材料の均一な加熱を実現するために、トレイ上で処理される乾燥バイオマス材料のキログラム当たりの気体の量が1〜24キログラム(kg)の範囲となるように、酸素欠乏気体の流れを制御する。トレイを通る酸素欠乏気体の流れは連続的であってよい。   The reaction vessel heats the biomass on each tray so that the biomass is uniformly heated at each height in the reaction vessel. In order to achieve uniform heating of the material on each tray, the oxygen-deficient gas so that the amount of gas per kilogram of dry biomass material processed on the tray is in the range of 1-24 kilograms (kg). To control the flow. The flow of oxygen-deficient gas through the tray may be continuous.

酸素欠乏気体は、乾燥及び焙焼のために熱をバイオマス材料に加えたり、熱をバイオマス材料から奪ったりする熱伝導媒体である。気体は、バイオマス材料及びトレイを流れる。   An oxygen-deficient gas is a heat transfer medium that applies heat to and removes heat from the biomass material for drying and roasting. The gas flows through the biomass material and the tray.

気体が材料よりも高い温度にある場合には、材料を通る酸素欠乏気体の連続的な流れがバイオマス材料を加熱する。また発熱性の焙焼反応によって材料が気体よりも高温となる場合には、気体の一定の流れが材料を冷却する。材料が過熱されると、焙焼反応は過剰に反応しうる。気体の連続的な流れが、反応槽内のバイオマス材料の温度を、気体とほぼ同じ温度の範囲、又は、バイオマス材料よりも高い温度、例えば20℃〜30℃だけ高い温度の範囲となるように制御する。   When the gas is at a higher temperature than the material, a continuous flow of oxygen-deficient gas through the material heats the biomass material. Also, when the material becomes hotter than the gas due to the exothermic roasting reaction, a constant flow of gas cools the material. When the material is overheated, the roasting reaction can react excessively. The continuous flow of gas causes the temperature of the biomass material in the reaction vessel to be in the same temperature range as the gas, or higher than the biomass material, for example, in the temperature range higher by 20-30 ° C. Control.

バイオマス材料の反応槽内での総保持期間は15〜60分である。加圧された反応槽内での保持期間は、反応槽内で処理されるバイオマス材料の種類に応じて選択される。例えば、バイオマス材料として木材が使用される場合、反応槽内での総保持期間は15〜25分である。   The total retention period of the biomass material in the reaction vessel is 15 to 60 minutes. The holding period in the pressurized reaction vessel is selected according to the type of biomass material processed in the reaction vessel. For example, when wood is used as the biomass material, the total holding period in the reaction tank is 15 to 25 minutes.

この保持期間を実現するために、反応槽は、その全体にバイオマスを含むトレイのスタック(a stack of trays)を含む。バイオマスは、上部トレイにおいて乾燥され、下部トレイ及び反応槽の下部チャンバにおいて焙焼が行なわれる。焙焼済みバイオマスは、反応槽の最下部において、又は反応槽への出口の下流側にあるスクリューコンベヤー又は他の装置において冷却される。   In order to achieve this retention period, the reaction vessel includes a stack of trays that contain biomass throughout. Biomass is dried in the upper tray and roasted in the lower tray and the lower chamber of the reaction vessel. The roasted biomass is cooled at the bottom of the reaction vessel or on a screw conveyor or other device downstream of the outlet to the reaction vessel.

積み重ねられたトレイは、コンパクトな垂直の加圧された反応槽内において、バイオマスのための一連の移動床(a succession of moving beds)を効果的に形成する。各トレイは、パイセグメント形状の開口を有し、この開口を通ってバイオマス材料が反応槽内の次の下部の高さのトレイに落下する。バイオマス材料は、トレイ上を回るように移動した後、開口から落下する。スクレーパーにより、材料を開口に向けてトレイ上を回るようにスライドさせてもよい。スクレーパーの回転速度は、各トレイ上での所望の保持期間を提供するように選択される。保持期間は、反応槽内のトレイのそれぞれにおいて均一であってもよい。保持期間は、乾燥及び任意に焙焼のそれぞれのためのトレイの数の選択、及び、これらのプロセスのそれぞれを行なうのに必要な時間によって実現される。冷却又は焙焼プロセスは、反応槽の開放された内部チャンバ内でバイオマスの堆積物に対して行なってもよいため、これらのプロセスのためにトレイは必ずしもなくてもよい。冷却は、焙焼済みバイオマスを反応槽から排出した後に行なってもよい。あるいは、トレイを、反応槽内での焙焼又は冷却プロセスのために使用してもよい。   Stacked trays effectively form a series of moving beds for biomass in a compact vertical pressurized reactor. Each tray has a pie segment shaped opening through which the biomass material falls to the next lower height tray in the reaction vessel. After the biomass material moves around on the tray, it falls from the opening. The scraper may slide the material around the tray toward the opening. The rotation speed of the scraper is selected to provide the desired holding period on each tray. The holding period may be uniform for each tray in the reaction vessel. The holding period is realized by the selection of the number of trays for each of drying and optionally roasting and the time required to perform each of these processes. Because the cooling or roasting process may be performed on the biomass deposits in an open internal chamber of the reaction vessel, there is not necessarily a tray for these processes. Cooling may be performed after discharging the roasted biomass from the reaction vessel. Alternatively, the tray may be used for a roasting or cooling process in the reaction vessel.

焙焼プロセスは、バイオマス材料中のヘミセルロース有機化合物を主として揮発させる。これらの化合物は、材料を通過する高温の気体に取り込まれ、焙焼反応槽において及び焙焼気体のための導管において低温の表面上で凝縮して、タール状の堆積物となる。これらの有機化合物の堆積を減少させるために、焙焼反応槽及び気体排気導管の表面は最小化されている。さらに、焙焼気体は、排気導管の表面上で有機化合物が凝縮するリスクを最小限化するために、高い温度を有する反応槽の領域から排気される。また、反応槽及び導管を例えば断熱コーティングにより断熱して、反応槽及び導管で高い内表面温度を維持できるようにしてもよい。さらに、トレイおよび反応槽における外壁の内側表面ならびに関連する気体導管を、例えばヒートトレースエレメント(heat traced elements)で加熱してもよい。   The roasting process mainly volatilizes the hemicellulose organic compound in the biomass material. These compounds are incorporated into the hot gas passing through the material and condense on the cold surface in the roasting reactor and in the conduit for the roasting gas, resulting in tar-like deposits. In order to reduce the deposition of these organic compounds, the surfaces of the roasting reactor and the gas exhaust conduit are minimized. Furthermore, the roasting gas is exhausted from the region of the reaction vessel having a high temperature in order to minimize the risk of organic compounds condensing on the surface of the exhaust conduit. In addition, the reaction vessel and the conduit may be insulated by, for example, a thermal barrier coating so that a high inner surface temperature can be maintained in the reaction vessel and the conduit. In addition, the inner surfaces of the outer walls and associated gas conduits in the trays and reaction vessels may be heated, for example with heat traced elements.

バイオマスに焙焼プロセスを行なうように構成された加圧された反応槽が発明され、この反応槽は、
実質的に垂直に延在する円筒状の反応槽壁;
反応槽壁に対して断熱され、壁との間に圧力シールを形成する頂部プレート;
頂部プレートから下に垂直に延在する回転可能なシャフト;
それぞれが反応槽内の異なる高さでシャフトに取り付けられた複数のスクレーパー装置;
複数のトレイアセンブリ;
トレイアセンブリの下方にあり、バイオマスに焙焼反応を行なうための反応槽のチャンバ;
焙焼済みバイオマスが排出される反応槽の底部排出ポート;
を含み、
前記反応槽壁は、断熱されていてもよく、
前記シャフトは、モーター駆動システムに接続するように構成された断熱上部カップリングを含み、
前記トレイアセンブリのそれぞれは、スクレーパー装置の一つと連携して、スクレーパー装置がトレイアセンブリのトレイの直上に位置しており、
前記トレイは、気体流は通過させるが、バイオマスは通過させない穴あき、メッシュ又は他の形態を有し、各トレイは、バイオマスをトレイから下部の一つのトレイアセンブリのトレイに搬送する排出開口を含むものである。
A pressurized reaction vessel configured to perform a roasting process on biomass was invented, the reaction vessel comprising:
A cylindrical reaction vessel wall extending substantially vertically;
A top plate that is insulated against the reactor wall and forms a pressure seal with the wall;
A rotatable shaft extending vertically downward from the top plate;
A plurality of scraper devices each attached to the shaft at a different height in the reaction vessel;
Multiple tray assemblies;
A reactor chamber below the tray assembly for conducting a roasting reaction on the biomass;
The bottom discharge port of the reactor where the roasted biomass is discharged;
Including
The reaction vessel wall may be insulated,
The shaft includes an insulated upper coupling configured to connect to a motor drive system;
Each of the tray assemblies cooperates with one of the scraper devices, and the scraper device is located immediately above the tray of the tray assembly,
The tray has a perforated, mesh or other configuration that allows gas flow to pass but not biomass, and each tray includes a discharge opening that transports the biomass from the tray to the tray of one lower tray assembly. It is a waste.

あるいは、反応槽は、トレイアセンブリ及び焙焼用チャンバの下方の反応槽の下部に冷却ゾーンを含んでいてもよい。冷却ゾーンは、バイオマスが焙焼反応槽から排出される前に、焙焼済みバイオマスを保持し冷却するように構成される。反応槽の下部ゾーンは、大気又は窒素ガス発生器により発生した酸素(0)を注入することによってバイオマス中の活性部位の不動態化(passivation)のために機能させてもよい。不動態化のための下部ゾーンは、反応槽内の冷却ゾーンの下方、又は冷却ゾーンの位置に配置できる。 Alternatively, the reaction vessel may include a cooling zone at the bottom of the reaction vessel below the tray assembly and roasting chamber. The cooling zone is configured to hold and cool the roasted biomass before the biomass is discharged from the roasting reaction vessel. The lower zone of the reactor may function for passivation of the active sites in the biomass by injecting oxygen (0 2 ) generated by the atmosphere or nitrogen gas generator. The lower zone for passivation can be arranged below the cooling zone in the reaction vessel or at the position of the cooling zone.

積み重ねられたトレイを有する加圧された焙焼反応槽を使用するバイオマスの焙焼のための方法が発明され、この方法は、
バイオマス材料が反応槽内のトレイの垂直スタックの上部トレイ上に堆積するように、バイオマスを反応槽の上部入口に供給すること;
バイオマスが反応槽内において積み重ねられたトレイのそれぞれの上を移動するときに、バイオマス材料を少なくとも3バールゲージ(例えば3〜20バールゲージ、又は3〜15バールゲージ、又は3〜5バールゲージ)の圧力下で反応槽内に注入された酸素欠乏気体で加熱乾燥すること;
バイオマスをそれぞれのトレイの開口を通過させて、バイオマスを下部トレイ上に堆積させることによって、バイオマスをトレイを通して順次落下させ、反応槽内のバイオマスの堆積物にバイオマスをさらに堆積させること;
堆積物内でバイオマスに焙焼を行なうこと;
焙焼済みバイオマスを焙焼反応槽の下部出口から排出すること;
揮発した有機化合物をトレイのスタックから気体を排気することによって除去すること;
排気された気体を浄化して、揮発した有機化合物を除去し、浄化された気体を反応槽に供給すること
を含むものである。
A method for biomass roasting using a pressurized roasting reactor with stacked trays was invented, which method comprises:
Feeding biomass to the upper inlet of the reactor so that the biomass material is deposited on the upper tray of the vertical stack of trays in the reactor;
As the biomass moves over each of the stacked trays in the reactor, the biomass material is at least 3 bar gauge (eg, 3-20 bar gauge, or 3-15 bar gauge, or 3-5 bar gauge). Heat drying with oxygen-deficient gas injected into the reactor under pressure;
Dropping the biomass sequentially through the tray by passing the biomass through the opening of each tray and depositing the biomass on the lower tray, further depositing the biomass on the biomass deposits in the reaction vessel;
Roasting the biomass in the sediment;
Discharging the roasted biomass from the lower outlet of the roasting reactor;
Removing the volatile organic compounds by evacuating the gas from the tray stack;
This includes purifying the exhausted gas, removing the volatilized organic compound, and supplying the purified gas to the reaction vessel.

酸素欠乏気体は、過熱蒸気、酸素が大気中よりも実質的に少ない気体(例えば75%未満)、又は約2パーセント(2%)以下の酸素と98%以上の他の気体から構成される気体とすることができる。他の気体は、実質的な割合の窒素を含み、焙焼反応槽からの反応生成物を一部含むものとすることができ、そのような反応生成物は、一酸化炭素(CO)、二酸化炭素 (CO)及びメタン(CO)を含む。バイオマスは、圧力搬送装置(pressure transfer device)で反応槽に供給する前に加圧してもよい。トレイは、メッシュ、スクリーンであるか又は穴を有するものとすることができ、バイオマスの加熱及び乾燥は、気体をバイオマス及びトレイを通過させることを含む。バイオマス材料をトレイを横切ってアーチ形状の経路で移動させるために、スクレーパー装置を回転させてもよい。あるいは、スクレーパー装置及びバイオマスは反応槽内を回転させずに、トレイが回転してもよい。各トレイの開口は、反応槽内のシャフトから反応槽の壁に延在する三角形状セクションでもよい。 An oxygen-deficient gas is a superheated vapor, a gas that is substantially less oxygen (eg, less than 75%) than in the atmosphere, or a gas composed of about 2 percent (2%) or less oxygen and 98% or more other gases. It can be. Other gases may contain a substantial proportion of nitrogen and may include some of the reaction products from the roasting reaction vessel, such as carbon monoxide (CO), carbon dioxide ( CO 2 ) and methane (CO 4 ). Biomass may be pressurized before being supplied to the reaction vessel with a pressure transfer device. The tray can be a mesh, a screen, or have holes, and heating and drying the biomass involves passing gas through the biomass and the tray. The scraper device may be rotated to move the biomass material across the tray in an arched path. Alternatively, the scraper device and biomass may be rotated without rotating the inside of the reaction vessel. The opening in each tray may be a triangular section that extends from the shaft in the reaction vessel to the reaction vessel wall.

気体は、複数の高さでトレイのスタック内に注入してもよく、この場合、気体は、下部の高さで注入されるときに、上部の高さで注入される気体よりも高温である。バイオマスを乾燥させるための気体は、反応槽の複数の高さで注入してもよいが、焙焼のための気体は、トレイのスタックの単一の高さ、例えば焙焼のために使用される最上部のトレイでのみ注入される。気体が抽出される高さよりも低い反応槽の高さにおいて、バイオマスがトレイを通って順次落下し続けてもよい。   The gas may be injected into the stack of trays at multiple heights, where the gas is hotter when injected at the lower height than the gas injected at the upper height. . The gas for drying the biomass may be injected at multiple heights in the reactor, but the gas for roasting is used for a single height of the stack of trays, e.g. for roasting. It is injected only in the uppermost tray. Biomass may continue to fall sequentially through the tray at a reactor height that is lower than the height at which the gas is extracted.

積み重ねられたトレイアセンブリを有する焙焼反応槽を使用するリグノセルロース系バイオマスの焙焼のための方法が発明され、この方法は、
バイオマス材料が反応槽内に垂直に積み重ねられた複数のトレイアセンブリの上部トレイアセンブリ上に堆積するように、バイオマスを焙焼反応槽への上部入口に連続的に供給すること;
バイオマスが各トレイアセンブリのトレイによって支持されながら反応槽内を移動するときに、バイオマス材料を反応槽に注入された、バイオマスを実質的に酸化しない気体で少なくとも3バールゲージの圧力下かつ少なくとも200℃〜400℃(例えば、乾燥気体、及び乾燥気体よりも例えば5℃〜100℃高い焙焼気体の場合は、200℃〜300℃又は200℃〜250℃)の範囲の温度下で加熱乾燥し、バイオマスをそれぞれのトレイの開口を通過させて、バイオマスを次の下部トレイアセンブリのトレイ上に堆積させることによって、バイオマスをトレイを通して順次落下させること;
下部トレイアセンブリ上、及び、乾燥のためのトレイの下方の反応槽のチャンバ内でバイオマスに焙焼反応を行ない、焙焼済みバイオマスを焙焼反応槽の下部出口から排出すること
を含むものである。
A method for the roasting of lignocellulosic biomass using a roasting reactor with stacked tray assemblies was invented, the method comprising:
Continuously supplying the biomass to the upper inlet to the roasting reactor so that the biomass material is deposited on the upper tray assembly of the plurality of tray assemblies stacked vertically in the reactor;
As the biomass travels through the reactor while being supported by the trays of each tray assembly, the biomass material is injected into the reactor with a gas that does not substantially oxidize the biomass and at least 200 bar gauge and at least 200 ° C. Heat drying at a temperature in the range of ˜400 ° C. (for example, 200 ° C. to 300 ° C. or 200 ° C. to 250 ° C. in the case of a dry gas and a baked gas higher than the dry gas by, for example, 5 ° C. to 100 ° C.) Sequentially dropping the biomass through the tray by passing the biomass through the opening of each tray and depositing the biomass on the tray of the next lower tray assembly;
It involves subjecting the biomass to a roasting reaction on the lower tray assembly and in the reactor chamber below the tray for drying, and discharging the roasted biomass from the lower exit of the roasting reactor.

ぞれぞれのトレイアセンブリのトレイは、メッシュ、スクリーンを有するか又は穴を有し、バイオマスの加熱及び乾燥は、気体をバイオマス及びトレイを通過させることを含む。また、各トレイアセンブリは、トレイの上方にスクレーパー装置と、トレイの下方に抽出気体チャンバとを含んでもよい。スクレーパー装置又はトレイは、バイオマスをトレイの上部表面を横切って移動させるために回転する。   The tray of each tray assembly has a mesh, screen or holes, and heating and drying the biomass includes passing gas through the biomass and the tray. Each tray assembly may also include a scraper device above the tray and an extraction gas chamber below the tray. The scraper device or tray rotates to move the biomass across the upper surface of the tray.

焙焼のために注入される気体は、上部トレイアセンブリに注入されてバイオマスを乾燥させるために使用される気体よりも、例えば5℃〜100℃高い温度である。さらに、バイオマスのための冷却ゾーンが、全てのトレイアセンブリの下方で反応槽の焙焼チャンバの下方、例えば反応槽の排出部にあってもよい。冷却ゾーンに注入される冷却気体は、冷却トレイアセンブリに注入される気体よりも低い温度でよく、冷却ゾーンは、焙焼済みバイオマスを、バイオマスが大気に暴露されたときに自動燃焼する温度よりも低い温度まで冷却させ、冷却トレイアセンブリは、焙焼済みバイオマスを冷却して焙焼反応を停止又は抑制する。   The gas injected for roasting is, for example, 5-100 ° C. higher than the gas injected into the upper tray assembly and used to dry the biomass. Further, a cooling zone for biomass may be below all tray assemblies, below the reaction vessel roasting chamber, eg, at the reactor discharge. The cooling gas injected into the cooling zone may be at a lower temperature than the gas injected into the cooling tray assembly, and the cooling zone is more than the temperature at which the roasted biomass is automatically burned when the biomass is exposed to the atmosphere. Cooling to a lower temperature, the cooling tray assembly cools the roasted biomass to stop or inhibit the roasting reaction.

反応槽から抽出された気体は、ブロワー又はコンプレッサーによって反応槽に循環させてもよい。循環させる気体は、気体をコンプレッサー又はブロワーに流す前に、サイクロン、凝縮器又はフィルタを通過させて粒子及び凝縮可能な副生成物、例えば有機化合物を分離してもよい。焙焼トレイアセンブリ又は焙焼チャンバに循環させた気体は、反応槽に注入する前に加熱してもよい。トレイアセンブリから抽出された気体の一部を燃焼器に指向させて、焙焼トレイアセンブリに循環させる気体に加える熱エネルギーを発生させてもよい。また、抽出された気体は、焙焼プラント又は焙焼施設と関連する他のプロセス工程において使用してもよい。   The gas extracted from the reaction vessel may be circulated to the reaction vessel by a blower or a compressor. The circulating gas may be passed through a cyclone, condenser or filter to separate particles and condensable byproducts such as organic compounds before flowing the gas through a compressor or blower. The gas circulated through the roasting tray assembly or roasting chamber may be heated before being injected into the reaction vessel. A portion of the gas extracted from the tray assembly may be directed to the combustor to generate thermal energy applied to the gas that is circulated through the roasting tray assembly. The extracted gas may also be used in other process steps associated with a roasting plant or roasting facility.

バイオマスに焙焼プロセスを行なうための加圧された反応槽が発明され、この反応槽は、
実質的に垂直に延在する円筒状の反応槽壁;
反応槽壁に対して断熱され、壁との間に圧力シールを形成する頂部プレート;
反応槽内に酸素欠乏気体を注入する入口ノズル;
頂部プレートから反応槽内へ垂直方向下方に延在する回転可能なシャフト;
頂部プレートから反応槽内へ延在するスクレーパー及びトレイのスタック;
反応槽内においてスタックの下方にあり、スタックから排出されたバイオマスの堆積物を受け入れる焙焼チャンバ;
反応槽の、スタックの下方かつバイオマスの堆積物の上部表面の上方の高さにある焙焼気体排気出口;
反応槽の下部領域にあるバイオマス出口;
を含み、
前記反応槽壁は、断熱されていてもよく、
反応槽の上部の高さにあるノズルから注入された酸素欠乏気体の気体温度は、下部の高さにある入口ノズルから注入された酸素欠乏気体の気体温度よりも低く、
前記シャフトは、モーター駆動システムに接続するように構成された断熱上部カップリングを含み、
各スクレーパーは、シャフトに固定されてシャフトと共に回転し、かつ連携する固定されたトレイの直上にあり、各トレイは、気体の通過を許容するがバイオマスの通過を遮断するように穴を開けられ、バイオマスが通過して落下する開口を有し、
前記スタックは、トレイの一つの下方かつスクレーパーの一つの上方の高さに気体抽出チャンバを含み、気体抽出チャンバは、トレイの一つを通過する気体を受け入れ、気体抽出チャンバは、トレイを通過する気体を排気する気体抽出ポートを含み、
前記スタックは、複数の下部スクレーパー及びトレイを含み、これら複数の下部スクレーパー及びトレイは、気体抽出チャンバの下方にあり、下部スクレーパー及びトレイ間に気体抽出チャンバを有さないものである。
焙焼気体は、反応槽の下部領域に、特に反応槽内のバイオマスの堆積物に直接注入してもよい。これらの下部領域に注入された焙焼気体は、気体が反応槽の下部、つまり下部焙焼セクションに注入される部分の反応槽内の温度よりも、例えば5℃〜20℃低い温度であってもよい。反応槽の下部の高さにあるノズルから注入される不活性気体の気体温度は、上部の高さにある入口ノズルから注入される不活性気体の気体温度よりも低い。また反応槽における代替として、スクレーパー装置及びバイオマスは反応槽内を回転せずに、トレイが回転してもよい。
A pressurized reaction vessel was invented for performing a roasting process on biomass,
A cylindrical reaction vessel wall extending substantially vertically;
A top plate that is insulated against the reactor wall and forms a pressure seal with the wall;
Inlet nozzle for injecting oxygen-deficient gas into the reactor;
A rotatable shaft extending vertically downward from the top plate into the reaction vessel;
A stack of scrapers and trays extending from the top plate into the reactor;
A roasting chamber below the stack in the reaction vessel and receiving a biomass deposit discharged from the stack;
A roasting gas exhaust outlet at the height of the reactor below the stack and above the top surface of the biomass deposit;
Biomass outlet in the lower region of the reactor;
Including
The reaction vessel wall may be insulated,
The gas temperature of the oxygen-deficient gas injected from the nozzle at the upper height of the reaction tank is lower than the gas temperature of the oxygen-deficient gas injected from the inlet nozzle at the lower height,
The shaft includes an insulated upper coupling configured to connect to a motor drive system;
Each scraper is fixed to the shaft, rotates with the shaft, and is directly above the associated fixed tray, each tray being pierced to allow the passage of gas but block the passage of biomass, An opening through which the biomass passes and falls;
The stack includes a gas extraction chamber at a height below one of the trays and above one of the scrapers, the gas extraction chamber accepts gas passing through one of the trays, and the gas extraction chamber passes through the tray. Including a gas extraction port to exhaust gas,
The stack includes a plurality of lower scrapers and trays that are below the gas extraction chamber and do not have a gas extraction chamber between the lower scraper and the tray.
The roasting gas may be injected directly into the lower region of the reaction vessel, particularly into the biomass deposits in the reaction vessel. The roasting gas injected into these lower regions is, for example, 5 ° C. to 20 ° C. lower than the temperature in the reaction vessel at the lower part of the reaction vessel, that is, the portion where the gas is injected into the lower roasting section. Also good. The gas temperature of the inert gas injected from the nozzle at the lower height of the reaction tank is lower than the gas temperature of the inert gas injected from the inlet nozzle at the upper height. As an alternative in the reaction tank, the scraper device and biomass may rotate in the tray without rotating in the reaction tank.

積み重ねられたトレイを有する焙焼反応槽を使用するバイオマスの焙焼のための方法が発明され、この方法は、
バイオマス材料が反応槽内のトレイの垂直スタックの上部トレイ上に堆積するように、バイオマスを反応槽の上部入口へ供給すること;
バイオマスをトレイのそれぞれの開口を通過させて、バイオマスを下部トレイ上に堆積させることによって、バイオマスをトレイを通して順次落下させること;
バイオマスが積み重ねられたトレイのそれぞれを移動するときに、バイオマス材料を酸素欠乏気体で加熱及び乾燥すること;
上部トレイ上のバイオマスを通過させた水分含有気体を、上部トレイのそれぞれの直下において抽出すること;
積み重ねられたトレイの下部トレイにおいてバイオマスに焙焼が行なわれているときに、バイオマスが積み重ねられたトレイから反応槽内のバイオマスの堆積物に落下するまで、上記気体をバイオマスと共に保持すること;
バイオマスの焙焼によって揮発した有機化合物を含む気体を、積み重ねられたトレイとバイオマスの堆積物との間の高さにある反応槽の気体出口から抽出し、焙焼済みバイオマスを焙焼反応槽の下部出口から排出すること
を含むものである。
A method for roasting biomass using a roasting reaction vessel with stacked trays was invented, which method comprises:
Feeding biomass to the upper inlet of the reactor so that the biomass material is deposited on the upper tray of the vertical stack of trays in the reactor;
Dropping the biomass sequentially through the tray by passing the biomass through each opening in the tray and depositing the biomass on the lower tray;
Heating and drying the biomass material with an oxygen-deficient gas as it moves through each of the trays on which the biomass is stacked;
Extracting the moisture-containing gas that has passed the biomass on the upper tray directly under each of the upper trays;
When the biomass is roasted in the lower tray of the stacked trays, holding the gas with the biomass until the biomass falls from the stacked trays into the biomass deposits in the reaction vessel;
Gas containing organic compounds volatilized by biomass roasting is extracted from the gas outlet of the reactor at a height between the stacked trays and biomass deposits, and the roasted biomass is extracted from the roasting reactor. It includes discharging from the lower outlet.

バイオマス材料の焙焼及び任意の冷却は、反応槽の下部領域にあるバイオマスの堆積物において行ってもよい。堆積物における焙焼を促進させるために、高温の酸素欠乏気体を堆積物の所定の高さで反応槽に注入して、気体が堆積物を通って堆積物とトレイのスタックとの間の反応槽の領域まで上昇するようにしてもよい。反応槽内のバイオマスの堆積物内部における焙焼及び任意の冷却を可能にするために、反応槽の壁にある気体ノズルから酸素欠乏気体が堆積物に注入される。ノズルは、反応槽内の中央カラム上に配置されるか又は反応槽の側壁を通って延在してもよい。バイオマス材料の冷却を提供するために、焙焼温度よりも十分に低い気体、例えば200℃またはそれ以下の気体が反応槽の最下部領域にあるノズルから注入される。この冷却気体は、バイオマス材料の方向に流れて反応槽の底部から流出する。   The roasting and optional cooling of the biomass material may be performed on biomass deposits in the lower region of the reaction vessel. To facilitate roasting in the deposit, hot oxygen-deficient gas is injected into the reaction vessel at a predetermined height of the deposit so that the gas reacts through the deposit between the deposit and the stack of trays. You may make it raise to the area | region of a tank. An oxygen-deficient gas is injected into the deposit from a gas nozzle in the reactor wall to allow for roasting and optional cooling within the deposit of biomass in the reactor. The nozzle may be located on the central column in the reaction vessel or may extend through the reaction vessel sidewall. In order to provide cooling of the biomass material, a gas sufficiently below the roasting temperature, for example a gas of 200 ° C. or lower, is injected from a nozzle in the lowest region of the reaction vessel. This cooling gas flows in the direction of the biomass material and flows out from the bottom of the reaction vessel.

図1は、加圧された焙焼反応槽の側面図である。FIG. 1 is a side view of a pressurized roasting reaction tank.

図2は、図1に示す焙焼反応槽の頂部及び側部の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of the top and sides of the roasting reaction tank shown in FIG.

図3は、図1に示す焙焼反応槽の断面側面図である。FIG. 3 is a cross-sectional side view of the roasting reaction tank shown in FIG.

図4は、図1に示す焙焼反応槽の頂部及び側部の斜視図であり、例示的な目的で、反応槽の4分の1の部分を取り除いて、内部のコンポーネントを示している。FIG. 4 is a perspective view of the top and sides of the roasting reaction vessel shown in FIG. 1 and shows the internal components with a quarter of the reaction vessel removed for illustrative purposes.

図5は、図1に示す反応槽の上部開口に挿入される、トレイアセンブリのスタック、反応槽用の頂部プレート及びモータ・ギヤボックスアセンブリの側面図である。FIG. 5 is a side view of the stack of tray assemblies, the top plate for the reaction vessel, and the motor and gear box assembly inserted into the upper opening of the reaction vessel shown in FIG.

図6は、図5に示すトレイアセンブリのスタックの頂部及び側面を示す図である。6 is a view showing the top and sides of the stack of the tray assembly shown in FIG.

図7は、トレイアセンブリのスポークホイール状のスクレーパーコンポーネントの斜視図である。FIG. 7 is a perspective view of the spoke wheel scraper component of the tray assembly.

図8は、トレイアセンブリのトレイプレートコンポーネントの頂部及び側部の斜視図である。FIG. 8 is a perspective view of the top and sides of the tray plate component of the tray assembly.

図9は、図8に示すトレイの底部及び側部の斜視図である。FIG. 9 is a perspective view of the bottom and sides of the tray shown in FIG.

図10は、トレイアセンブリのスタックのコンポーネントである隔離プレートであり、例示的な目的で、プレートセグメントを取り除いて、隔離プレートのシュート及び支持フレームを示している。FIG. 10 is an isolation plate that is a component of the stack of tray assemblies, and for purposes of illustration, the plate segments are removed to show the isolation plate chute and support frame.

図11は、図10に示す隔離プレートの側面図である。FIG. 11 is a side view of the isolation plate shown in FIG.

図12は、図10に示す隔離プレートを上から見下ろした図である。FIG. 12 is a view of the isolation plate shown in FIG. 10 as viewed from above.

図13は、図10に示す隔離プレートの支持フレームのセクションの頂部及び側部を示す斜視図である。13 is a perspective view showing the top and sides of the section of the support frame of the isolation plate shown in FIG.

図14は、焙焼反応槽用の頂部プレートの底部及び側部を示す斜視図である。FIG. 14 is a perspective view showing the bottom and sides of the top plate for the roasting reaction tank.

図15は、トレイアセンブリのスタック用の、駆動ギヤボックスとシャフトとの間の断熱カップリングの断面図である。FIG. 15 is a cross-sectional view of the adiabatic coupling between the drive gearbox and the shaft for the stack of tray assemblies.

図16は、トレイアセンブリのスタックにおけるシャフトの底部端の断面図である。FIG. 16 is a cross-sectional view of the bottom end of the shaft in the stack of tray assemblies.

図17は、焙焼反応槽の断面図であり、反応槽に対する気体の流出入を概略的に示す。FIG. 17 is a cross-sectional view of a roasting reaction tank, and schematically shows gas flow into and out of the reaction tank.

図18は、焙焼反応槽の上部部分の断面図であり、反応槽内でのバイオマスの乾燥を例示する。FIG. 18 is a cross-sectional view of the upper portion of the roasting reaction tank, illustrating the drying of biomass in the reaction tank.

図19は、バイオマスを乾燥させるために使用される図18に例示するメッシュトレイプレートを上から見下ろした図である。FIG. 19 is a top view of the mesh tray plate illustrated in FIG. 18 used for drying biomass.

図20は、図18に例示する隔離プレートを上から見下ろした図であり、反応槽と隔離プレートとの間のシールを示す拡大部を有する。FIG. 20 is a view of the isolation plate illustrated in FIG. 18 as viewed from above, and has an enlarged portion showing a seal between the reaction vessel and the isolation plate.

図21は、トレイアセンブリのスタックの下部セクションに対応する焙焼反応槽の部分の断面図であり、トレイアセンブリのスタックでの焙焼プロセスを例示する。FIG. 21 is a cross-sectional view of the portion of the roasting reactor corresponding to the lower section of the stack of tray assemblies, illustrating the roasting process in the stack of tray assemblies.

図22は、図21に例示するメッシュトレイプレートを上から見下ろした図であり、トレイプレートと反応槽との間のシールを示す拡大部を有する。FIG. 22 is a view of the mesh tray plate illustrated in FIG. 21 as viewed from above, and has an enlarged portion showing a seal between the tray plate and the reaction vessel.

図23は、バイオマス焙焼用プラントを通るバイオマス材料及び気体の流れを例示するプロセスフローチャートである。FIG. 23 is a process flow chart illustrating the flow of biomass material and gas through the biomass roasting plant.

図24は、図23に示す焙焼気体処理ユニットを例示するプロセスフローチャートである。FIG. 24 is a process flowchart illustrating the roasting gas processing unit shown in FIG.

発明の詳細な説明Detailed Description of the Invention

図1〜図4は、バイオマスの供給源12から上部入口14を介してバイオマス材料を受け入れ、乾燥させ、焙焼処理し、そして冷却するための加圧された処理槽10の実施形態を例示する。バイオマスは、木材チップ、木材パルプ又は他の粉砕セルロース系材料とすることができる。バイオマスは、乾燥され、焙焼プロセスに付され、冷却されて、焙焼済みバイオマスを生成する。   1-4 illustrate an embodiment of a pressurized processing vessel 10 for receiving, drying, roasting, and cooling biomass material from a biomass source 12 via an upper inlet 14. . The biomass can be wood chips, wood pulp or other ground cellulosic materials. The biomass is dried, subjected to a roasting process and cooled to produce roasted biomass.

バイオマスは、反応槽に入る前に、外部ドライヤー15で完全に又は部分的に乾燥させてもよい。上部入口を通過した後、バイオマスは、トレイのスタック16内の上部トレイに入る。トレイは、バイオマスを乾燥・処理するための移動床のカスケード(cascade)を提供する。上部トレイはバイオマスを乾燥させるために使用され、下部トレイはバイオマスを焙焼処理に付するために使用される。断熱トレイが、乾燥トレイ同士を、また乾燥トレイを焙焼トレイから分離する。   The biomass may be completely or partially dried with an external dryer 15 before entering the reaction vessel. After passing through the upper inlet, the biomass enters the upper tray in the stack 16 of trays. The tray provides a moving bed cascade for drying and processing biomass. The upper tray is used to dry the biomass and the lower tray is used to subject the biomass to a roasting process. An insulating tray separates the drying trays from each other and the drying tray from the roasting tray.

加圧された反応槽への上部入口14は、連続供給・圧力隔離装置、例えば従来の回転バルブ又はプラグスクリューフィーダーに連結されて、大気圧にあるバイオマスの供給源から、加圧された反応槽にバイオマス12を供給する。バイオマスの供給源12は、長さが10〜50ミリメートル(mm)、幅が10〜50mm、そして厚さが5〜20mmのチップ寸法を有するようにチップ化又は切断されたリグノセルロース材料を提供する。チップの厚さは、他の範囲、例えば20〜30mm、15〜25mm又は3〜10mmでもよい。これらのチップ寸法は、木材の場合に最適なものである。バイオマスに使用される木材や非木材材料の種類に応じて、他のチップ寸法が適切なこともある。   The upper inlet 14 to the pressurized reaction vessel is connected to a continuous supply and pressure isolation device, such as a conventional rotary valve or plug screw feeder, from a source of biomass at atmospheric pressure to pressurize the reaction vessel. Is supplied with biomass 12. The biomass source 12 provides lignocellulosic material that has been chipped or cut to have chip dimensions of 10-50 millimeters (mm) in length, 10-50 mm in width, and 5-20 mm in thickness. . The thickness of the chip may be other ranges, for example 20-30 mm, 15-25 mm or 3-10 mm. These chip dimensions are optimal for wood. Depending on the type of wood or non-wood material used in the biomass, other chip dimensions may be appropriate.

代替として、反応槽は、大気圧又はそれに近い内部圧力で運転されるものでもよい。大気圧又はそれに近い内部圧力で運転される反応槽は、加圧された反応槽に必要な回転バルブ又は他の種類のエアロックを必要としない。   Alternatively, the reaction vessel may be operated at or near internal pressure. Reaction vessels operating at or near internal pressure do not require the rotary valves or other types of airlocks required for pressurized reaction vessels.

バイオマス12は、例えば80℃〜120℃の温度で、又は、反応槽に入る前のバイオマスをドライヤー15が加熱する場合は、より高い温度で、反応槽への入口14に供給される。ドライヤーがない場合、バイオマス材料は周囲温度で反応槽に入るようにしてもよい。バイオマスは、加圧された高温の酸素欠乏気体によって反応槽内で加熱される。反応槽に入る気体は、200℃〜400℃の範囲の温度であり、バイオマスを乾燥するために、また焙焼反応を促進させるために使用される。焙焼反応を促進させるために、この気体は特に、250℃〜400℃の範囲、250℃〜300℃の範囲及び300℃〜380℃の範囲のいずれかとする。バイオマスを乾燥させるために入る気体は、焙焼を促進させる気体温度よりも低温でもよい。乾燥のための気体温度は、200℃〜250℃の範囲である。反応槽に供給される酸素欠乏気体の体積は、乾燥バイオマス1キログラム(kg)に対して気体1〜8kg、1〜12kg又は1〜24kgである。   The biomass 12 is supplied to the inlet 14 to the reaction tank at a temperature of, for example, 80 ° C. to 120 ° C. or when the dryer 15 heats the biomass before entering the reaction tank. In the absence of a dryer, the biomass material may enter the reaction vessel at ambient temperature. Biomass is heated in the reaction vessel by pressurized hot oxygen-deficient gas. The gas entering the reactor is at a temperature in the range of 200 ° C. to 400 ° C. and is used to dry the biomass and promote the roasting reaction. In order to promote the roasting reaction, this gas is in particular one of the range of 250 ° C to 400 ° C, the range of 250 ° C to 300 ° C, and the range of 300 ° C to 380 ° C. The gas entering to dry the biomass may be cooler than the gas temperature that promotes roasting. The gas temperature for drying ranges from 200 ° C to 250 ° C. The volume of the oxygen-deficient gas supplied to the reaction tank is 1 to 8 kg, 1 to 12 kg, or 1 to 24 kg of gas with respect to 1 kilogram (kg) of dry biomass.

反応槽10内の上部入口14の直下には、入口からバイオマスを受け入れ、バイオマスを上部トレイ18に指向させるチャネルがあってもよい。バイオマスは、上部トレイ上に落下し、バイオマスが上部トレイにおける開口の先端(leading edge)に達するまで、トレイを横切って円弧の経路を描いて移動する。バイオマスは、開口を通って次の下部トレイに落下する。バイオマスがトレイの表面上を移動し、トレイの開口を通って落下し、次の下部トレイ上に堆積するプロセスは、トレイアセンブリのスタックの各トレイにおいて繰り返される。   Directly below the upper inlet 14 in the reaction vessel 10 may be a channel that accepts biomass from the inlet and directs the biomass to the upper tray 18. The biomass falls onto the upper tray and travels in a circular arc path across the tray until the biomass reaches the leading edge of the upper tray. Biomass falls through the opening to the next lower tray. The process of biomass moving over the surface of the tray, falling through the opening in the tray, and depositing on the next lower tray is repeated for each tray in the stack of tray assemblies.

バイオマスは、トレイアセンブリのスタックから落下し、加圧された反応槽のチャンバ20内に堆積物を形成する。堆積物にある間、バイオマスは酸素欠乏気体の雰囲気を維持し、焙焼済みバイオマスへの変換を続ける。チャンバ20の下方において、反応槽は収束ゾーン22において収束しており、バイオマスがチャンバ及び反応槽の底部を通って反応槽の底部バイオマス出口24へと均一に下方に流れるのを促進するようになっている。   The biomass falls from the stack of tray assemblies and forms deposits in the chamber 20 of the pressurized reactor. While in the sediment, the biomass maintains an oxygen-deficient gas atmosphere and continues to convert to roasted biomass. Below the chamber 20, the reaction vessel converges in a convergence zone 22, facilitating the uniform flow of biomass through the chamber and the bottom of the reaction vessel to the bottom biomass outlet 24 of the reaction vessel. ing.

反応槽の壁にある大きなアクセス/観察ポート26は、チャンバ20内のバイオマスの堆積物へのアクセスを提供する。また、センサーポート、例えば、温度・圧力プローブが、反応槽内全体の種々な高さ及び角度位置に配置される。   A large access / observation port 26 in the reactor wall provides access to the biomass deposits in the chamber 20. Also, sensor ports, such as temperature and pressure probes, are placed at various heights and angular positions throughout the reaction vessel.

高温の酸素欠乏気体28は、例えば、頂部注入マニホールド30を介して、かつ、トレイアセンブリのスタック16の種々な高さに配置された気体注入ノズル32を介して反応槽内に注入される。対応する注入ノズル32の下方にある気体抽出ポート34によって、バイオマス内を通過する気体がトレイのスタック及び反応槽から排出される。   Hot oxygen-deficient gas 28 is injected into the reaction vessel, for example, through top injection manifold 30 and through gas injection nozzles 32 located at various heights in stack 16 of the tray assembly. Gas passing through the biomass is discharged from the stack of trays and the reaction vessel by a gas extraction port 34 below the corresponding injection nozzle 32.

図1〜図4に示す実施形態において、酸素欠乏気体用の気体入口30、32が、反応槽の頂部に、そしてバイオマス乾燥用のトレイアセンブリ及び焙焼プロセス用の上部トレイアセンブリに対応する2つの高さに存在する。同様に、3つの気体抽出ポート34が、それぞれ対応する気体入口の下方にある。気体抽出ポートのうちの2つは乾燥用のトレイアセンブリに隣接している。3番目の気体抽出ポートは、チャンバ20の上部領域にある。気体出口34の数は、バイオマス材料からの有機化合物を含む気体に暴露される金属表面の面積を減少させるために最少化される。   In the embodiment shown in FIGS. 1-4, two gas inlets 30, 32 for oxygen-deficient gases are provided at the top of the reactor and corresponding to the tray assembly for biomass drying and the upper tray assembly for the roasting process. Present at height. Similarly, three gas extraction ports 34 are respectively below the corresponding gas inlets. Two of the gas extraction ports are adjacent to the tray assembly for drying. A third gas extraction port is in the upper region of the chamber 20. The number of gas outlets 34 is minimized to reduce the area of the metal surface that is exposed to the gas containing organic compounds from the biomass material.

反応槽内の複数の高さへと流れる酸素欠乏気体は、トレイのスタック16及びチャンバ20内の異なる高さで異なる温度及び組成となる。例えば、反応槽の最も高い高さ、例えば頂部入口ポート30に導入される高温の酸素欠乏気体は、反応槽に入るバイオマス12の温度よりも高い温度となる。反応槽の円筒状の壁にあるノズル32を介して導入される高温の酸素欠乏気体は、反応槽の異なる高さにおいて異なる温度となる。気体の温度は、トレイのスタックのより低い位置において徐々に高温となり、スタックを通って下降するにつれてバイオマスの温度よりもわずかに高くなる。バイオマスは、トレイアセンブリのスタックを通って下降し、チャンバ内の堆積物に落下するにつれて温度が増加する。反応槽の下部の高さでは、ノズル32から導入される気体の温度は、反応槽の対応する高さにおけるバイオマスよりも低い温度となる。異なる高さで注入された気体の温度は、反応槽におけるバイオマスの垂直方向に沿って温度プロファイルを形成するように選択される。気体は、反応槽の各高さでの反応槽の断面に亘って均一な温度を維持するように、ノズル32を介して注入される。   Oxygen-deficient gases flowing to multiple heights in the reactor will have different temperatures and compositions at different heights in the stack 16 and chamber 20 of the tray. For example, the highest height of the reaction vessel, for example, the hot oxygen-deficient gas introduced into the top inlet port 30, will be higher than the temperature of the biomass 12 entering the reaction vessel. The hot oxygen-deficient gas introduced through the nozzle 32 in the cylindrical wall of the reaction vessel will have different temperatures at different heights in the reaction vessel. The temperature of the gas gradually increases at a lower location in the stack of trays and becomes slightly higher than the temperature of the biomass as it descends through the stack. The biomass descends through the stack of tray assemblies and increases in temperature as it falls into the deposits in the chamber. At the lower height of the reaction vessel, the temperature of the gas introduced from the nozzle 32 is lower than the biomass at the corresponding height of the reaction vessel. The temperature of the gas injected at different heights is selected to form a temperature profile along the vertical direction of the biomass in the reactor. The gas is injected through the nozzle 32 so as to maintain a uniform temperature across the cross section of the reaction vessel at each height of the reaction vessel.

気体によって加熱され続けているバイオマスの温度よりもわずかに高い温度で酸素欠乏気体を注入することによって、加熱の効率は、反応槽に入るバイオマスよりも実質的に高い単一の温度で反応槽の全ての高さにおいて気体を注入する場合と比べて向上する。   By injecting an oxygen-deficient gas at a temperature slightly above the temperature of the biomass that is being heated by the gas, the efficiency of the heating is increased at a single temperature substantially higher than the biomass entering the reactor. Compared to when gas is injected at all heights.

焙焼反応は、トレイのスタックの下部トレイ及びチャンバ20において、並びに、任意にチャンバ20のみにおいて起こすことができる。反応槽の底部の収束ゾーン22は、バイオマス材料の反応槽の出口24への均一な下方流を促進するように構成される。下部チャンバ20は、トレイのスタックの下方にある圧力反応槽の中空の領域である。下部チャンバ及び収束ゾーンは、圧力反応槽の高さの下部の2分の1又は下部の3分の2に広がっている。収束ゾーン22は、アンドリッツグループ(Andritz Group)により販売され、米国特許第5,500,083号、第5,617,975号及び第5,628,873号の各明細書に記載された「ダイアモンドバック」(DIAMONDBACK)(登録商標)の単一の収束セクションとすることができる。あるいは、収束ゾーンは、ストレートドロップチューブであり、ゾーンの底部及び反応槽の出口にマルチプルのスクリューコンベヤー又は移動格子(moving grate)を含むものである。収束ゾーン22は、焙焼に使用されるトレイアセンブリのスタックよりも低い温度に維持され、チャンバ20内のバイオマス材料の温度よりも低い温度である。   The roasting reaction can take place in the lower tray and chamber 20 of the stack of trays, and optionally only in chamber 20. The convergence zone 22 at the bottom of the reaction vessel is configured to promote a uniform downward flow of biomass material to the reaction vessel outlet 24. The lower chamber 20 is the hollow area of the pressure reactor below the tray stack. The lower chamber and the convergence zone extend to the lower half of the pressure reactor height or the lower two thirds. The convergence zone 22 is sold by Andritz Group and is described in US Pat. Nos. 5,500,083, 5,617,975 and 5,628,873. It can be a single converging section of “DIAMONDBACK®”. Alternatively, the convergence zone is a straight drop tube that includes multiple screw conveyors or moving grids at the bottom of the zone and at the exit of the reaction vessel. The convergence zone 22 is maintained at a temperature lower than the stack of tray assemblies used for roasting and is at a temperature lower than the temperature of the biomass material in the chamber 20.

圧力反応槽10は、所望の稼働条件、例えばバイオマス材料の組成及び反応槽へのバイオマスの体積流量等に基づく寸法、例えば直径及び高さを有する。一般に、工業的スケール単位で、反応槽は、100フィート(30メートル)超の高さと9フィート(2.7メートル)超の直径とを有する。反応槽は、長さ対直径比(L/D)が、5/1〜12/1の範囲、又は6/1〜11/1の範囲、又は7/1〜10/1の範囲にある。   The pressure reactor 10 has dimensions, such as diameter and height, based on desired operating conditions, such as the composition of the biomass material and the volumetric flow rate of biomass into the reactor. Generally, on an industrial scale unit, the reactor has a height greater than 100 feet (30 meters) and a diameter greater than 9 feet (2.7 meters). The reaction vessel has a length to diameter ratio (L / D) in the range of 5/1 to 12/1, or in the range of 6/1 to 11/1, or in the range of 7/1 to 10/1.

反応槽で必要とされる高温の酸素欠乏気体の体積は、大気圧で稼働する反応槽と比べて、加圧された反応槽10では劇的に減少する。処理槽10を加圧することによって、バイオマスを加熱するために必要とされる高温気体の体積は、大気圧での反応槽と比べて2〜35倍も減少させることができる。反応槽のための減少倍率は、反応槽内の圧力に依存する。   The volume of hot oxygen-deficient gas required in the reaction vessel is dramatically reduced in the pressurized reaction vessel 10 compared to a reaction vessel operating at atmospheric pressure. By pressurizing the treatment tank 10, the volume of the high-temperature gas required for heating the biomass can be reduced by 2 to 35 times compared to the reaction tank at atmospheric pressure. The reduction factor for the reaction vessel depends on the pressure in the reaction vessel.

加圧された反応槽で必要とされる高温気体の体積が減少するので、大気圧で稼働する反応槽と比べて、反応槽10の容積、サイズ及びコストが有意に減少される。高温気体が注入される加圧された反応槽は、気体からの反応槽内のバイオマスへの効率的かつ経済的な熱伝導を提供する。   Since the volume of hot gas required in the pressurized reaction vessel is reduced, the volume, size and cost of the reaction vessel 10 are significantly reduced compared to a reaction vessel operating at atmospheric pressure. A pressurized reaction vessel into which hot gas is injected provides efficient and economical heat transfer from the gas to the biomass in the reaction vessel.

反応槽10に注入される酸素欠乏気体28は、高温で、(反応槽内での焙焼反応から抽出される気体と比べて)清浄な気体であり、反応槽の表面に堆積しうる有機化合物及びその他の化学物質を実質的に含まない。気体がバイオマス内を通過すると、有機化合物がその気体に取り込まれて、反応槽の比較的低温の表面上で凝縮しうる。凝縮の可能性を考慮し、バイオマスの下流にある気体通路は大きく作製され、有機化合物が表面上で凝縮した場合に閉塞しうる小さな通路ノズルや他の表面を実質的に有さない。   The oxygen-deficient gas 28 injected into the reaction vessel 10 is a high temperature, clean gas (compared to the gas extracted from the roasting reaction in the reaction vessel), and an organic compound that can be deposited on the surface of the reaction vessel. And other chemical substances are substantially free. As the gas passes through the biomass, organic compounds can be incorporated into the gas and condense on the relatively cool surface of the reaction vessel. Considering the possibility of condensation, the gas passages downstream of the biomass are made large and are substantially free of small passage nozzles and other surfaces that can become clogged when organic compounds condense on the surface.

図1〜図4に示す実施例において、最上部の気体入口30は、乾燥気体のための単一の入口である。反応槽の側壁にあるノズル32は、反応槽の壁を介して高温の気体を直接注入する、少数、例えば、2〜4個のノズルに限定される。   In the embodiment shown in FIGS. 1-4, the top gas inlet 30 is a single inlet for dry gas. The nozzles 32 on the side walls of the reaction vessel are limited to a small number, for example 2 to 4 nozzles, that inject hot gas directly through the reaction vessel walls.

加熱気体の圧力反応槽への流入、圧力反応槽中の流通、圧力反応槽からの流出は、反応槽の上部の高さのトレイアセンブリを通る高温の加圧された気体の流れを促進するように構成されており、この反応槽では、バイオマスが焙焼のために所望の温度まで加熱され続け、その後冷却される。図1に示すように、高温の酸素欠乏気体は、頂部注入マニホールド86、並びに、反応槽の上部部分にあるトレイアセンブリ16、18及び20の種々な高さに配置された気体注入ノズル34から反応槽10の上部セクションへ注入されてもよい。   The inflow of heated gas into the pressure reactor, the flow through the pressure reactor, and the outflow from the pressure reactor will facilitate the flow of hot pressurized gas through the tray assembly at the top of the reactor. In this reactor, the biomass continues to be heated to the desired temperature for roasting and then cooled. As shown in FIG. 1, hot oxygen-deficient gas is reacted from top injection manifold 86 and gas injection nozzles 34 located at various heights in tray assemblies 16, 18 and 20 in the upper portion of the reaction vessel. It may be injected into the upper section of the tank 10.

反応槽における複数の高さへ流れる気体は、トレイアセンブリのそれぞれで異なる温度及び組成である。例えば、反応槽の最も高い高さに導入される高温の酸素欠乏気体28は、反応槽に供給され続けている乾燥されたバイオマス12の温度よりもわずかに、例えば5℃〜100℃だけ高温である。反応槽において続く下部の複数の高さのそれぞれに導入される高温の不活性気体は、注入された高温気体に近似している反応槽内のバイオマスの温度よりもわずかに高くなるように次第に高温となる。気体により加熱され続けているバイオマスの温度よりもわずかに高い温度で酸素欠乏気体を注入することによって、加熱の効率は、反応槽に入るバイオマスよりも実質的に高い単一の温度で気体を注入する場合と比べて増大する。あるいは、乾燥及び焙焼のために注入される気体は、実質的に類似の温度及び組成とすることができ、バイオマスを冷却するための気体は、反応槽における他のより低温の高さから抽出される再循環気体とすることができる。例えば、乾燥トレイからの排気気体は、焙焼高さからのものよりも低くし、焙焼のために必要とされる温度よりも低くする。   The gas flowing to multiple heights in the reactor is at different temperatures and compositions in each of the tray assemblies. For example, the hot oxygen-deficient gas 28 introduced at the highest height of the reaction vessel is slightly higher than the temperature of the dried biomass 12 that continues to be supplied to the reaction vessel, for example, 5 ° C to 100 ° C. is there. The hot inert gas introduced into each of the lower plurality of subsequent heights in the reactor is gradually heated to a temperature slightly higher than the temperature of the biomass in the reactor that approximates the injected hot gas. It becomes. By injecting the oxygen-deficient gas at a temperature slightly above the temperature of the biomass that is being heated by the gas, the efficiency of the heating is injected at a single temperature that is substantially higher than the biomass entering the reactor. It increases compared with the case of doing. Alternatively, the gas injected for drying and roasting can have a substantially similar temperature and composition, and the gas for cooling the biomass can be extracted from other cooler heights in the reactor. Can be recirculated gas. For example, the exhaust gas from the drying tray is lower than that from the roasting height and lower than the temperature required for roasting.

焙焼反応が反応槽内で起こる前に、バイオマスは、酸素欠乏環境において200℃の温度、又は、180℃〜250℃もしくは200℃〜300℃の範囲に乾燥・加熱してもよい。乾燥は、反応槽10の上流にあるドライヤー15において、又は、スタック16の上部部分にある乾燥トレイアセンブリにおいて部分的に又は完全に行ってもよい。バイオマスは、反応槽の頂部又はドライヤーに注入される酸素欠乏気体、例えば過熱蒸気、窒素又はそれらの混合物を用いて直接加熱される。乾燥プロセスは、バイオマスの焙焼を起こすのに用いられる温度よりも低い温度で、そしてバイオマスが大量の有機化合物を放出しない温度で行われる。   Before the roasting reaction takes place in the reaction vessel, the biomass may be dried and heated to a temperature of 200 ° C. or a range of 180 ° C. to 250 ° C. or 200 ° C. to 300 ° C. in an oxygen-deficient environment. Drying may occur partially or completely in the dryer 15 upstream of the reaction vessel 10 or in the drying tray assembly in the upper portion of the stack 16. The biomass is heated directly using an oxygen-deficient gas, such as superheated steam, nitrogen or mixtures thereof, injected into the top of the reaction vessel or a dryer. The drying process is performed at a temperature lower than that used to cause biomass roasting and at a temperature at which the biomass does not release large amounts of organic compounds.

乾燥トレイアセンブリにおいて放出される化合物は、主に水及び高揮発性(比較的に軽質)の有機化合物であり、水の凝縮は汚れ(fouling)を起こさない。同様に軽質の有機化合物は、反応槽及び抽出された焙焼気体のための導管内においてタール状の堆積物を残さない傾向がある。乾燥トレイアセンブリからの排気気体は、反応槽の表面に大きな堆積物を生じさせることなく、反応槽から除去される。水及び軽質の有機化合物は、気体が反応槽から抽出された後、気体から分離されるか又は反応槽の焙焼部に過剰気体として循環される。   The compounds released in the drying tray assembly are mainly water and highly volatile (relatively light) organic compounds, and the condensation of water does not cause fouling. Similarly, light organic compounds tend not to leave tar-like deposits in the reactor and the conduit for the extracted roasting gas. Exhaust gas from the drying tray assembly is removed from the reaction vessel without creating large deposits on the surface of the reaction vessel. Water and light organic compounds are separated from the gas after the gas is extracted from the reaction vessel or circulated as excess gas in the roasting section of the reaction vessel.

焙焼プロセスから排気された気体は、反応槽の表面やバイオマス材料が、焙焼温度、例えば250℃〜200℃又は160℃よりも低い温度に冷却すると、反応槽の表面や材料に凝縮しうる有機化合物を豊富に含んでいる。これらの凝縮した化合物は、装置や導管の表面上にタール状物質の形態で堆積して、反応槽の閉塞及び不適切な稼働を引き起こす。   The gas exhausted from the roasting process can condense on the surface or material of the reaction vessel when the surface of the reaction vessel or the biomass material cools to a roasting temperature, e.g., below 250 ° C to 200 ° C or 160 ° C. Rich in organic compounds. These condensed compounds accumulate in the form of tar-like material on the surface of equipment and conduits, causing reactor blockage and improper operation.

凝縮を防止又は最小限に抑えるために、有機物を豊富に含む気体と接触する表面を有する反応槽、配管、タンク及びその他の設備を断熱、かつヒートトレースして(heat traced)、より低温の表面を最小限に抑えるようにする。表面上の凝縮を最小限に抑えるための他の技術は、有機物を豊富に含む気体に暴露される表面を最小限に抑えることである。焙焼プロセスの一部又は全てのために開放チャンバ20を使用することによって、有機化合物を豊富に含む気体に暴露される表面、特に小さい通路の表面が最小限に抑えられる。焙焼のためのトレイ間の一部又は全ての排気チャンバをなくすことによっても、有機化合物のタール堆積物を受け入れる表面が最小限に抑えられる。   Insulate and heat traced reaction vessels, pipes, tanks and other equipment with surfaces in contact with organic-rich gases to prevent or minimize condensation to cooler surfaces Try to minimize. Another technique for minimizing condensation on the surface is to minimize the surface exposed to organic rich gases. By using the open chamber 20 for part or all of the roasting process, surfaces exposed to gases rich in organic compounds, especially surfaces of small passages, are minimized. Eliminating some or all exhaust chambers between trays for roasting also minimizes the surfaces that receive tar deposits of organic compounds.

バイオマスの焙焼からの、より重質の有機化合物を含む気体は、1つ又はそれ以上の下部気体抽出ポート34を介して反応槽から抽出される。反応槽から取り出された後、焙焼からの気体は冷却されて、有機化合物の一部を凝縮させるために冷却されるが、水の露点よりも高い温度に、又は、より軽質の有機化合物が凝縮する温度よりも高い温度に維持される。有機化合物は凝縮すると、気体流中にエアロゾル、ミスト又は液滴を形成する。サイクロン、ドロップアウトタンク(drop out tank)又は他のセパレーター装置が、凝縮した有機化合物を気体流から分離する。有機化合物から分離されると、これらの気体はブロワー又は他の圧力増加装置を通過し、焙焼温度よりも高い温度に加熱され、例えばトレイアセンブリの位置で反応槽内に再注入される。   Gases containing heavier organic compounds from the roasting of biomass are extracted from the reaction vessel via one or more lower gas extraction ports 34. After being removed from the reaction vessel, the gas from roasting is cooled and cooled to condense a portion of the organic compound, but at a temperature higher than the dew point of water or a lighter organic compound. It is maintained at a temperature higher than the condensation temperature. As organic compounds condense, they form aerosols, mists or droplets in the gas stream. A cyclone, drop out tank or other separator device separates the condensed organic compound from the gas stream. Once separated from the organic compounds, these gases pass through a blower or other pressure increase device and are heated to a temperature above the roasting temperature and re-injected into the reaction vessel, for example at the tray assembly.

凝縮した液体有機物の循環流は、凝縮器から排出しているエアロゾル含有気体中に、サイクロンセパレーターに先立ち、循環・噴霧される。これにより、エアロゾルの一部を捕集し、気体流からの有機物の除去を向上させる液体有機物の大きな液滴の流れが提供される。凝縮器は、反応槽からの焙焼気体を冷却するために使用してもよい。凝縮器は、適切な熱交換流体を用いて冷却される。熱交換流体により得られたエネルギーは、より重質の有機成分が除去された後の循環気体を再加熱するために使用してもよい。   The condensed liquid organic matter circulating flow is circulated and sprayed in the aerosol-containing gas discharged from the condenser prior to the cyclone separator. This provides a stream of large droplets of liquid organic matter that collects a portion of the aerosol and improves the removal of organic matter from the gas stream. The condenser may be used to cool the roasted gas from the reaction vessel. The condenser is cooled using a suitable heat exchange fluid. The energy obtained by the heat exchange fluid may be used to reheat the circulating gas after the heavier organic components have been removed.

冷却気体が反応槽の下部領域にある収束ゾーン22に注入される場合、冷却気体は、乾燥及び焙焼のために注入される気体28より低温である。冷却気体は、バイオマスの温度を、焙焼を引き起こす温度よりも低くなるように低下させてもよい。冷却気体は、例えばトレイのスタック16又はチャンバ20からの排気気体のように、反応槽内の上部の高さから抽出される循環気体とすることができる。   When cooling gas is injected into the convergence zone 22 in the lower region of the reaction vessel, the cooling gas is cooler than the gas 28 injected for drying and roasting. The cooling gas may lower the temperature of the biomass to be lower than the temperature that causes roasting. The cooling gas may be a circulating gas extracted from the upper height in the reaction vessel, such as the exhaust gas from the tray stack 16 or chamber 20.

収束ゾーン22内の温度は、焙焼に必要な温度よりも低くてもよく、例えば265℃未満、240℃未満又は200℃未満である。焙焼温度は、反応槽10内の圧力及びバイオマス材料の組成に依存する。収束ゾーン22における温度は、チャンバ20の温度よりも少なくとも15℃〜40℃低くする。収束ゾーンにおける温度を制御・維持するために、気体が注入ノズル21(図1〜図4)を介してチャンバ20に注入されて、バイオマスを冷却又は加熱する。冷却又は加熱気体は、ノズル23を介して収束ゾーンに注入される。冷却気体の注入及び抽出は、収束ゾーン22における種々な高さで行なうことができる。冷却気体の温度は、バイオマス材料が自動的に燃焼する温度よりも低い温度に制御される。   The temperature in the convergence zone 22 may be lower than the temperature required for roasting, for example less than 265 ° C, less than 240 ° C or less than 200 ° C. The roasting temperature depends on the pressure in the reaction vessel 10 and the composition of the biomass material. The temperature in the convergence zone 22 is at least 15 ° C. to 40 ° C. lower than the temperature of the chamber 20. In order to control and maintain the temperature in the convergence zone, gas is injected into the chamber 20 via the injection nozzle 21 (FIGS. 1-4) to cool or heat the biomass. Cooling or heating gas is injected into the convergence zone via the nozzle 23. Cooling gas injection and extraction can occur at various heights in the convergence zone 22. The temperature of the cooling gas is controlled to be lower than the temperature at which the biomass material automatically burns.

図5は、カバープレート36及びスリーブ38を有するトレイのスタック16の側面図である。図6は、トレイのスタック16の頂部及び側部の斜視図である。トレイのスタックは、垂直に配向され、シャフト38及び円形状の頂部プレート36と同軸である。   FIG. 5 is a side view of a stack 16 of trays having cover plates 36 and sleeves 38. FIG. 6 is a perspective view of the top and sides of the stack 16 of trays. The stack of trays is vertically oriented and coaxial with the shaft 38 and the circular top plate 36.

トレイのスタック16は、反応槽の頂部でカバープレート36に回転可能に取り付けられた中央垂直シャフト42によって反応槽10内に支持されている。カバープレート16は、反応槽の頂部にシール可能なカバーを提供する平坦なプレート、半球状のプレート、楕円形状のプレート又は他のプレートとすることができる。カバープレートは、反応槽への垂直円筒状の壁の相手フランジに対してボルト締結されるか、溶接されるか、又は他の手段で固定される幅広の環状フランジを有してもよい。幅広のフランジは、トレイのスタック16が修理又は交換される際に、カバープレートの取り外し及び再取り付けを容易にする。   The tray stack 16 is supported in the reaction vessel 10 by a central vertical shaft 42 that is rotatably attached to a cover plate 36 at the top of the reaction vessel. The cover plate 16 can be a flat plate, a hemispherical plate, an elliptical plate, or other plate that provides a sealable cover at the top of the reaction vessel. The cover plate may have a wide annular flange that is bolted to, welded to, or otherwise secured to the mating flange of the vertical cylindrical wall to the reaction vessel. The wide flange facilitates removal and replacement of the cover plate when the tray stack 16 is repaired or replaced.

カバープレートの直上には、ギアボックス及び電動モーターアセンブリー40があり、シャフト42を駆動してトレイのスタックのスクレーパー又はトレイを回転動させる。垂直スリーブ38は、シャフトの上端並びにギヤボックス及びモーターアセンブリの少なくとも下部の部分のための円筒状のハウジングを提供している。   Directly above the cover plate is a gearbox and electric motor assembly 40 that drives the shaft 42 to rotate the tray stack scraper or tray. The vertical sleeve 38 provides a cylindrical housing for the upper end of the shaft and at least the lower portion of the gearbox and motor assembly.

シャフトを備えたトレイのスタックは、上部カバープレートを取り外すことによって、反応槽から積み重ねられたユニットとして取り外すことができる。トレイのスタックを反応槽から引き抜くには、クレーンが使用される。トレイのスタックは、反応槽の外部で洗浄、交換又はその他のサービスを施すことができる。トレイのスタックを取り外すことによって、サービス及び洗浄のために反応槽の内部にアクセスすることが容易になる。クレーンは、トレイのスタックを反応槽内の元の位置へ挿入したり、カバープレートをトレイの頂部に取り付けたり、モーター及びギヤボックスをシャフトの上端に取り付けるために使用される。   The tray stack with the shaft can be removed as a unit stacked from the reaction vessel by removing the top cover plate. A crane is used to pull the stack of trays out of the reaction vessel. The stack of trays can be cleaned, replaced or otherwise serviced outside the reaction vessel. Removing the stack of trays facilitates access to the interior of the reaction vessel for service and cleaning. The crane is used to insert the stack of trays back into the reactor, attach the cover plate to the top of the tray, and attach the motor and gearbox to the top of the shaft.

シャフト42は、トレイのスタックを通って下方に伸び、底部ブラケット44によって支持されている。底部ブラケットは、シャフト42の下端を受け入れる下部ベアリングを含む。底部ブラケットは、トレイのスタック及びシャフトに底部サポートを提供する円筒状の底部プレート46を含んでいる。金属製のストラップ又はバー47が、底部プレートとカバープレート36との間に垂直に伸びている。これらのストラップ又はバーは、トレイのための外側ケージを形成し、スタック内でのトレイの配向を維持する助けになる。ストラップ又はバーは、スタックにおいて、回転しないトレイアセンブリ及び隔離プレートのそれぞれの外周に接続してもよい。これらの接続は、トレイアセンブリ及び隔離プレートの水平配向を保持する助けになる。   The shaft 42 extends downward through the stack of trays and is supported by a bottom bracket 44. The bottom bracket includes a lower bearing that receives the lower end of the shaft 42. The bottom bracket includes a cylindrical bottom plate 46 that provides bottom support to the stack and shaft of the tray. A metal strap or bar 47 extends vertically between the bottom plate and the cover plate 36. These straps or bars form the outer cage for the tray and help maintain the orientation of the tray within the stack. A strap or bar may be connected to the outer periphery of each non-rotating tray assembly and separator plate in the stack. These connections help to maintain the horizontal orientation of the tray assembly and the separator plate.

トレイのスタック16は、トレイアセンブリを含み、それぞれのトレイアセンブリは、環状のスクレーパー48及び円形状のトレイプレート50を含んでいる。スクレーパーは、シャフト42と同軸であり、シャフト42に固定されている。スクレーパーは、シャフトと共に回転して、バイオマスを、スクレーパーの直下のプレート上を円弧形状の経路を描くように移動させる。トレイプレート50は、シャフトと同軸であり、固定されている。各トレイプレート50は開口を有し、バイオマスは、その開口を通ってそのプレートから次のトレイプレートに落下する。   The tray stack 16 includes a tray assembly, each tray assembly including an annular scraper 48 and a circular tray plate 50. The scraper is coaxial with the shaft 42 and is fixed to the shaft 42. The scraper rotates together with the shaft to move the biomass so as to draw an arc-shaped path on a plate immediately below the scraper. The tray plate 50 is coaxial with the shaft and is fixed. Each tray plate 50 has an opening through which biomass falls from that plate to the next tray plate.

隔離プレート52は、上部排気気体チャンバ54を下部流入気体チャンバ56から分離している。隔離プレートは、隣接するトレイアセンブリを隔離しており、特に隣接するトレイアセンブリ内の気体流を隔離している。気体チャンバ、特に下部チャンバは、実質的に開口しており、構造的な表面を有さない。シュート58が、上部トレイアセンブリから隔離プレートを通って下部トレイアセンブリに流れるバイオマスのための垂直方向の通路を提供している。シュートは、このシュートを通って落下するバイオマスを、気体チャンバ54、56内の気体から分離する側壁を有している。気体抽出ポート34(図1〜図4)が排気チャンバ54と共に配置されており、同様に気体注入ノズル32が下部流入気体チャンバ56と共に配置されている。   The isolation plate 52 separates the upper exhaust gas chamber 54 from the lower inflow gas chamber 56. The isolation plate isolates adjacent tray assemblies, and in particular isolates the gas flow in the adjacent tray assembly. The gas chamber, in particular the lower chamber, is substantially open and has no structural surface. A chute 58 provides a vertical passage for biomass that flows from the upper tray assembly through the isolation plate to the lower tray assembly. The chute has side walls that separate the biomass falling through the chute from the gas in the gas chambers 54,56. A gas extraction port 34 (FIGS. 1 to 4) is disposed with the exhaust chamber 54, and similarly, the gas injection nozzle 32 is disposed with the lower inflow gas chamber 56.

上部トレイアセンブリ60は、バイオマス材料を乾燥させるために使用される。これらの乾燥アセンブリ60は、そのうち2つを図5及び図6に示されているが、それぞれ気体チャンバ54、56によって分離されている。乾燥によって、水分がバイオマスから放出されて、気体に取り込まれる。水分が付着した気体を各乾燥トレイプレートの下方の気体排気チャンバ54に流入させることによって、これらの気体を各乾燥トレイプレートの下方の気体抽出ポートを介して排気することが可能であり、バイオマスの乾燥プロセスが向上される。さらに、バイオマスは、バイオマスが焙焼温度に達しない場合には、乾燥プロセス中に有意の量の有機化合物を放出しないという傾向がある。有機化合物の量が限定されているために、乾燥トレイアセンブリ60からの排気気体は、チャンバ54及び排気ポート34をタール状の有機堆積物で被覆しない傾向がある。   The upper tray assembly 60 is used to dry the biomass material. Two of these drying assemblies 60 are shown in FIGS. 5 and 6, but are separated by gas chambers 54 and 56, respectively. By drying, moisture is released from the biomass and taken up into the gas. By allowing the gas with moisture to flow into the gas exhaust chamber 54 below each drying tray plate, these gases can be exhausted through the gas extraction port below each drying tray plate, The drying process is improved. Furthermore, biomass tends to not release significant amounts of organic compounds during the drying process if the biomass does not reach the roasting temperature. Due to the limited amount of organic compounds, the exhaust gas from the drying tray assembly 60 tends not to coat the chamber 54 and the exhaust port 34 with tar-like organic deposits.

下部トレイアセンブリ62は、乾燥トレイアセンブリ60よりも高い温度で稼働させることによって焙焼のために使用される。焙焼プロセスによって、有機化合物は、バイオマスにより放出されて、バイオマスを通過する気体に取り込まれる。有機化合物は、比較的に低温な表面上で凝縮し、狭い通路や移動部分(moving parts)を閉塞させる。さらに、下部トレイアセンブリにおいて、バイオマスによって比較的少量の水分が気体内に放出され、乾燥トレイアセンブリ60の後に少量の水分のみがバイオマス内に残る。有機化合物が表面上に凝縮するのを避けるため、また、放出される水分が少量であることに鑑み、気体は、各トレイアセンブリの直下で抽出されることなく、下部トレイアセンブリ62のうち2つ以上を通過する。図5及び図6に示す例において、気体は3つのトレイアセンブリ62を通って下方へ流れ、底部プレート46を介してチャンバ20内に排出される。下部トレイアセンブリ62間の気体チャンバをなくすことによって、タールで被覆される表面が減少される。   The lower tray assembly 62 is used for roasting by operating at a higher temperature than the drying tray assembly 60. Through the roasting process, organic compounds are released by the biomass and taken up into the gas that passes through the biomass. Organic compounds condense on relatively cool surfaces and block narrow passages and moving parts. Further, in the lower tray assembly, a relatively small amount of moisture is released into the gas by the biomass, and only a small amount of moisture remains in the biomass after the drying tray assembly 60. In order to avoid condensation of organic compounds on the surface, and in view of the small amount of moisture released, gas is not extracted directly under each tray assembly, but in two of the lower tray assemblies 62. Pass through the above. In the example shown in FIGS. 5 and 6, the gas flows downward through the three tray assemblies 62 and is exhausted into the chamber 20 through the bottom plate 46. By eliminating the gas chamber between the lower tray assemblies 62, the tar coated surface is reduced.

トレイアセンブリ上、特に、バイオマスとトレイの表面又は反応槽の他の表面との間に大きな温度変化がある下部トレイアセンブリ62上には、トレイの表面の直上やトレイへのバイオマスの入口付近に存在するバイオマスは比較的低温である。バイオマス内の有機化合物がトレイ入口で凝縮するのを避けるために、トレイ入口を追加加熱して凝縮を避けることができる。この追加加熱は、整流板(baffle)によって達成できるが、その理由は、整流板は、高温の流入気体の一部を、低い温度で凝縮の恐れがあるトレイの入口セクション、又はトレイの他のセクション、もしくは反応槽表面に直接指向させるからである。   Present on the tray assembly, especially on the lower tray assembly 62 where there is a large temperature change between the biomass and the surface of the tray or other surface of the reaction vessel, directly above the surface of the tray or near the entrance of the biomass to the tray Biomass is relatively cold. In order to avoid condensation of organic compounds in the biomass at the tray inlet, the tray inlet can be additionally heated to avoid condensation. This additional heating can be achieved by a baffle because the baffle plate can remove some of the hot incoming gas from the inlet section of the tray, which can condense at lower temperatures, or other trays. This is because it is directed directly to the section or reaction vessel surface.

スタック16を通って下方に流れる気体のネットフロー(net flow)は、下方かつチャンバ20に向かう。反応槽内の凝縮、エアロゾルの形成、及び表面の汚染を防止するために、焙焼からの気体が、反応槽における、反応槽内のピーク気体温度に対応する高さで抽出される。この高さは、チャンバ20内にある。下部気体出口34が、チャンバ20の上部領域にあり、反応槽内で最も高温の領域に対応している。バイオマスが反応槽内において最も高温でかつ閾値温度、例えば280℃よりも高い間にのみ、焙焼プロセスからの気体を抽出することによって、気体が反応槽から排気される時に、反応槽の表面に過剰のタールが堆積する恐れが低減される。同様に、下部トレイアセンブリ間において気体チャンバを減らす又はなくすことによって、有機化合物を含む気体に暴露されるトレイアセンブリ及び反応槽の表面を最小限に抑えることができる。   The net flow of gas flowing down through the stack 16 goes down and toward the chamber 20. In order to prevent condensation in the reaction vessel, aerosol formation, and surface contamination, the gas from roasting is extracted at a height in the reaction vessel corresponding to the peak gas temperature in the reaction vessel. This height is in the chamber 20. A lower gas outlet 34 is in the upper region of the chamber 20 and corresponds to the hottest region in the reaction vessel. By extracting the gas from the roasting process only while the biomass is hottest in the reactor and higher than a threshold temperature, e.g. 280 ° C., when the gas is exhausted from the reactor, The risk of excessive tar accumulation is reduced. Similarly, by reducing or eliminating gas chambers between the lower tray assemblies, the tray assembly and reaction vessel surfaces exposed to gases containing organic compounds can be minimized.

焙焼済みバイオマス材料は、圧力下で反応槽10から排出される。バイオマス材料は、材料の圧力を大気圧まで低下させる圧力搬送装置に排出される。圧力搬送装置から、焙焼済みバイオマスは、図23に示すようにスクリューコンベヤーを使用して他のプロセスへ移動される。   The roasted biomass material is discharged from the reaction vessel 10 under pressure. The biomass material is discharged to a pressure transfer device that reduces the pressure of the material to atmospheric pressure. From the pressure conveyor, the roasted biomass is moved to another process using a screw conveyor as shown in FIG.

スタック16内のトレイアセンブリの数は、反応槽の設計要件、特に乾燥及び焙焼のために所望の保持時間に依存する。例えば、反応槽10内のトレイアセンブリの総数は、3〜10個の範囲及び4〜6個の範囲のいずれかとすることができる。乾燥トレイアセンブリの割合は、20〜100%、又は20%〜50%もしくは40%とし、残りのトレイアセンブリを焙焼用とすることができる。しかし、これらの範囲は例示的なものであり、トレイアセンブリの数に制限を規定するものではない。   The number of tray assemblies in the stack 16 depends on the design requirements of the reactor, particularly the desired holding time for drying and roasting. For example, the total number of tray assemblies in the reaction vessel 10 can be either in the range of 3-10 and in the range of 4-6. The percentage of the drying tray assembly can be 20-100%, or 20-50% or 40%, and the remaining tray assembly can be used for roasting. However, these ranges are exemplary and do not define a limit on the number of tray assemblies.

図7は、トレイアセンブリ60,62のそれぞれにおけるスクレーパー48の斜視図である。スクレーパー48は、本実施例で示すように中央軸カラー64を有し、馬車の車輪に似た形状を有し、カラー64はシャフト上をスライドしてそのシャフトに係止される。環状リング66がスクレーパーの外周部にあり、垂直ベーン68がカラーからそのリングまで一般に放射状に伸びている。ベーンは、それらのベーン間のパイ形状チャンバ72を充填するバイオマス材料の移動を促進させたい場合には、半径方向線からある角度、例えば5〜15度オフセットさせてもよい。リブ70は、スタック内でトレイアセンブリを位置合せさせたり、反応槽内に下方に挿入する時にスタックを位置合せさせるために使用される。さらにリブ70は、スクレーパーが回転すると、ストラップ又はバー47上や他の表面上の堆積物を除去し得る。スクレーパーの高さ(h)は、バイオマスがトレイ上を横切って移動するのを確実にするのに十分なものであり、特に下部トレイアセンブリ62において、実質的にプレート間の間隙全体に延在させられる。   FIG. 7 is a perspective view of the scraper 48 in each of the tray assemblies 60 and 62. As shown in the present embodiment, the scraper 48 has a central shaft collar 64 and has a shape similar to a wheel of a carriage, and the collar 64 slides on the shaft and is locked to the shaft. An annular ring 66 is on the outer periphery of the scraper and vertical vanes 68 extend generally radially from the collar to the ring. The vanes may be offset from the radial line by an angle, for example 5-15 degrees, if it is desired to facilitate the movement of the biomass material filling the pie-shaped chamber 72 between the vanes. Ribs 70 are used to align the tray assembly within the stack or to align the stack when inserted downward into the reaction vessel. Further, the ribs 70 may remove deposits on the straps or bars 47 and other surfaces as the scraper rotates. The height (h) of the scraper is sufficient to ensure that the biomass moves across the tray and extends substantially throughout the gap between the plates, especially in the lower tray assembly 62. It is done.

図8及び図9は、例示的なトレイプレート50の斜視図である。トレイプレートは、実質的に円形状のスクリーンプレート82を含み、スクリーンプレート82は、気体流は通過させるがバイオマス材料は通過させない穴あき、メッシュ又は他の形態である。プレートは、カラー86から放射状に伸びるリブ84と外側リング88によって支持されてもよい。リブ、カラー及びリングを配置することによって、トレイプレートのための構造的なサポートが提供され、プレートの表面積、特に焙焼に使用されるトレイプレートの表面積が最小限に抑えられる。外側リング88は、下方向に向かって半径方向内方に傾斜した円弧部90を含んでいる。円弧部90は、パイ形状開口92と共に配置され、バイオマスを、反応槽の壁から離れるように内方に偏向させる。カラー86は、カラーの内部で回転する反応槽の垂直シャフトと同軸である。あるいは、カラーは、スクレーパーが固定された状態でトレイプレート50が回転するようにシャフトに固定されてもよい。   8 and 9 are perspective views of an exemplary tray plate 50. FIG. The tray plate includes a substantially circular screen plate 82, which is a perforated, mesh or other form that allows gas flow to pass but not biomass material. The plate may be supported by ribs 84 and an outer ring 88 that extend radially from the collar 86. Arranging the ribs, collars and rings provides structural support for the tray plate and minimizes the surface area of the plate, especially the tray plate used for roasting. The outer ring 88 includes an arcuate portion 90 that is inclined radially inwardly downward. The arc portion 90 is disposed with the pie-shaped opening 92 and deflects the biomass inwardly away from the reaction vessel wall. The collar 86 is coaxial with the vertical shaft of the reaction vessel that rotates inside the collar. Alternatively, the collar may be fixed to the shaft such that the tray plate 50 rotates with the scraper fixed.

トレイプレート50中のパイ形状開口92は、円形状のスクリーンプレート82上のバイオマス材料を次のトレイアセンブリに落下させることを可能にする。スクリーンプレート50は、中実のパイ形状プレート94を有してもよく、この中実のパイ形状プレート94は、その中実プレート94の直上にあるトレイアセンブリのパイ形状開口と、又は、そのトレイが最上部のトレイの場合には、反応槽の頂部にあるバイオマス入口シュートと位置合せされる。中実プレート94は、開口92の面積よりも大きい面積を有してもよい。中実プレートは、落下するバイオマス材料を受け止める中実パッドを提供する。バイオマス材料が、ある一つのプレートからその下部の他のプレートに流れると、バイオマス材料は、すでに下部トレイ上を移動しているバイオマスの温度よりもわずかに低い温度でその下部のプレートに着地する。中実プレートは、バイオマスの加熱を促進する電気加熱エレメントを含んでもよい。さらに、中実プレートは、バイオマスと共に落下する有機物を豊富に含む焙焼気体がスクリーンプレートを直線状に通過して、トレイのためのトレイサポート構造体上で凝縮するのを防止する。   Pie-shaped openings 92 in the tray plate 50 allow biomass material on the circular screen plate 82 to fall to the next tray assembly. The screen plate 50 may have a solid pie-shaped plate 94, which is the pie-shaped opening of the tray assembly directly above the solid plate 94 or the tray. Is aligned with the biomass inlet chute at the top of the reactor. The solid plate 94 may have an area larger than the area of the opening 92. The solid plate provides a solid pad that receives the falling biomass material. As biomass material flows from one plate to the other plate below it, the biomass material lands on the lower plate at a temperature slightly below the temperature of the biomass that is already moving on the lower tray. The solid plate may include an electrical heating element that facilitates heating of the biomass. Furthermore, the solid plate prevents roasting gas rich in organic matter falling with biomass from passing straight through the screen plate and condensing on the tray support structure for the tray.

各トレイプレート中の開口92は、プレート上のバイオマスの通路に対してプレートの最も遠い領域にある。中実プレート94は、プレート上のバイオマスの通路の起点にあり、開口92の(バイオマスの移動方向における)後端と位置合せされている。中実プレート及び開口のこの位置合せによって、各トレイアセンブリに入るバイオマスがスクレーパー又はトレイプレートのほぼ全ての回転時間に亘ってトレイプレート上に保持されることが保証される。   The opening 92 in each tray plate is in the farthest region of the plate with respect to the biomass path on the plate. The solid plate 94 is at the origin of the biomass passage on the plate and is aligned with the rear end (in the direction of biomass movement) of the opening 92. This alignment of the solid plate and the opening ensures that the biomass entering each tray assembly is retained on the tray plate for almost the entire rotation time of the scraper or tray plate.

各開口92は垂直に互い違いに配置されて、各開口が、開口の直下のトレイプレートの中実プレートの上に位置するようになっている。開口92を中実プレートの上に位置合せすることによって、バイオマスは、開口を通って中実プレート上に落下する。プレート又はトレイが回転すると、バイオマスは、中実プレートから、トレイプレートの上部表面全体を円弧状の経路を描くように回って、プレートの開口までスライドする。各トレイの上部表面上にバイオマスを維持することによって、トレイプレート上でのバイオマスの保持期間が最長化され、これにより、バイオマスを加熱・乾燥して、焙焼を促進させることができる。   The openings 92 are arranged vertically in a staggered manner so that the openings are located on the solid plate of the tray plate immediately below the openings. By aligning the opening 92 onto the solid plate, the biomass falls through the opening onto the solid plate. As the plate or tray rotates, the biomass slides from the solid plate around the entire upper surface of the tray plate in a circular path to the plate opening. By maintaining the biomass on the upper surface of each tray, the biomass retention period on the tray plate is maximized, thereby heating and drying the biomass and promoting roasting.

図10〜図13は、トレイアセンブリのスタックのための隔離プレート52を例示する。隔離プレートは、反応槽の内部に、中実で断熱性を有し実質的に非透過な水平壁を形成している。隔離プレート52は、トレイアセンブリのスタック16内部の気体チャンバ54,56を分離するために使用される。隔離プレート52は、排気気体チャンバ54の底部壁及び流入気体チャンバ56の上部壁を規定するために使用される。   10-13 illustrate an isolation plate 52 for a stack of tray assemblies. The isolation plate forms a solid, heat-insulating, and substantially non-transparent horizontal wall inside the reaction vessel. The isolation plate 52 is used to separate the gas chambers 54, 56 within the stack 16 of the tray assembly. Isolation plate 52 is used to define the bottom wall of exhaust gas chamber 54 and the top wall of inflow gas chamber 56.

シュート58は、隔離プレート52を通って伸びて、通路を提供している。シュートは、実質的に垂直に配向され、隔離プレート52の直上及び直下にあるトレイアセンブリのパイ形状開口92の形状に一致する断面形状を有する。シュートは、シュートの周囲全体に伸び、プレートトレイの開口92に一致する断面形状を有する垂直壁を有してもよい。シュートの壁が、バイオマスをシュート領域に閉じ込め、バイオマスが気体チャンバ54,56に入るのを防止する。この壁は、バイオマス材料を閉じ込められる中実又はメッシュからなる。さらに、この壁は、例えば垂直リブでブラケット取り付け(bracketed)されて、壁のための構造的なサポートを提供する。   Chute 58 extends through isolation plate 52 to provide a passage. The chute is oriented substantially vertically and has a cross-sectional shape that matches the shape of the pie-shaped opening 92 of the tray assembly directly above and below the isolation plate 52. The chute may have a vertical wall that extends across the entire circumference of the chute and has a cross-sectional shape that matches the opening 92 of the plate tray. The chute walls confine the biomass in the chute region and prevent the biomass from entering the gas chambers 54,56. This wall consists of a solid or mesh that can entrap the biomass material. In addition, the wall is bracketed with vertical ribs, for example, to provide structural support for the wall.

隔離プレート52は、パイ形状セクション98のアセンブリとして形成され、それぞれのパイ形状セクション98は水平プレート、サポートリブ並びに円弧状の内側サポート及び円弧状の外側サポートを有する。隔離プレートは、例えば鋼鉄又はその他の金属材料で形成して中実としてもよい。断熱層は、隔離プレートにおける金属プレートの下部表面又は上部表面に貼り付けられる。あるいは、断熱層は、上部金属シートと下部金属シートとの間に挟持されて隔離プレートを形成してもよい。隔離プレートのパイ形状セクション98は、ブラケットI型ビームストリップ100によって接合できる。   The isolation plate 52 is formed as an assembly of pie-shaped sections 98, each pie-shaped section 98 having a horizontal plate, support ribs and an arcuate inner support and an arcuate outer support. The isolation plate may be solid, for example formed of steel or other metallic material. The heat insulating layer is attached to the lower surface or the upper surface of the metal plate in the isolation plate. Alternatively, the heat insulating layer may be sandwiched between an upper metal sheet and a lower metal sheet to form an isolation plate. The pie-shaped section 98 of the isolation plate can be joined by a bracket I beam strip 100.

隔離プレート52は、バイオマスがプレートを通って下方に流れるのを可能にするプレートに設けられたシュートのために固定されている。隔離プレートは、トレイアセンブリのスタック16の外周において垂直ストリップ47(図5及び図6)によって支持されている。隔離プレートは、トレイと角度的に位置合せされた状態に保たれるように固定されて、バイオマス材料が上部のプレートから下部のプレートに隔離プレートの開口を通って落下するのを確実にする。隔離プレートは、シュート及びパイ形状セクション98のアセンブリによって形成されたカラー102を有する。カラーは、シャフトと同軸であり、シャフトを囲んでいる。隔離プレートが固定されているため、カラーはシャフトが回転する間も固定されたままである。   Isolation plate 52 is secured for a chute provided on the plate that allows biomass to flow down through the plate. The isolation plate is supported by vertical strips 47 (FIGS. 5 and 6) on the outer periphery of the stack 16 of the tray assembly. The isolation plate is secured to remain angularly aligned with the tray to ensure that biomass material falls from the upper plate to the lower plate through the opening in the isolation plate. The isolation plate has a collar 102 formed by a chute and pie-shaped section 98 assembly. The collar is coaxial with the shaft and surrounds the shaft. Because the isolation plate is fixed, the collar remains fixed as the shaft rotates.

図14は、カバープレート36の底部及び側部を示す斜視図である。カバープレートは、任意の断熱層を有する金属プレートで形成される。断熱層は、プレートを形成する金属シート間に挟持させてもよいし、金属プレートの外側表面及び内側表面に貼り付けてもよい。バイオマスのための上部入口14が、カバープレート36を通って延在し、反応槽の内部に開口し、最上部のトレイアセンブリの中実プレート94と位置合せされている。カバープレートにおける気体入口30は、バイオマス材料のための入口14と比べて比較的小さい。   FIG. 14 is a perspective view showing the bottom and sides of the cover plate 36. The cover plate is formed of a metal plate having an optional heat insulating layer. The heat insulating layer may be sandwiched between metal sheets forming the plate, or may be attached to the outer surface and the inner surface of the metal plate. An upper inlet 14 for biomass extends through the cover plate 36, opens into the interior of the reaction vessel, and is aligned with the solid plate 94 of the top tray assembly. The gas inlet 30 in the cover plate is relatively small compared to the inlet 14 for biomass material.

チャネル104が、入口14と共に配置されて、カバープレートから下方に延在している。このチャネルは、バイオマス材料を最上部のトレイアセンブリに指向させ、最上部のトレイアセンブリにおけるスクレーパーのチャンバ内でバイオマスを分配するのを助ける。チャネルは、入口14の両側にある一対のL字状壁である。カバープレートの中央開口にあるベアリング106が、トレイアセンブリのスタックのためのシャフトを受容している。ギヤボックスのための円筒状のスリーブ38は、ベアリング106を有する中央開口と同軸である。スリーブは、サービスのためのギヤボックスにアクセスできるように大きな開放領域(open area)を有している。   A channel 104 is disposed with the inlet 14 and extends downward from the cover plate. This channel directs the biomass material to the uppermost tray assembly and helps distribute the biomass within the scraper chamber in the uppermost tray assembly. The channel is a pair of L-shaped walls on either side of the inlet 14. A bearing 106 in the central opening of the cover plate receives a shaft for the stack of tray assemblies. A cylindrical sleeve 38 for the gearbox is coaxial with the central opening with the bearing 106. The sleeve has a large open area to allow access to the gearbox for service.

図15は、カバープレートの頂部における円筒状のスリーブ38内の、トレイアセンブリのスタックのためのシャフト42とギヤボックスアセンブリのドライブシャフト110との間のカップリング108の拡大断面図である。カップリング108は、反応槽の内部からシャフト42を介して反応槽の外部へ過剰な熱が損失するのを避けるために断熱されている。カップリングは、スタック16のためのシャフト42の端部とドライブシャフト110の端部との間に断熱ディスク112を含む。断熱ディスク112は、シャフト間に挟持されている。断熱ディスク112は、外側鋼鉄ディスクとそれらディスクの間の断熱層とのラミネートとしうる。   FIG. 15 is an enlarged cross-sectional view of the coupling 108 between the shaft 42 for the stack of tray assemblies and the drive shaft 110 of the gearbox assembly in a cylindrical sleeve 38 at the top of the cover plate. The coupling 108 is insulated to avoid loss of excess heat from the inside of the reaction vessel via the shaft 42 to the outside of the reaction vessel. The coupling includes an insulating disk 112 between the end of the shaft 42 for the stack 16 and the end of the drive shaft 110. The heat insulating disk 112 is sandwiched between the shafts. The thermal insulation disk 112 may be a laminate of outer steel disks and a thermal insulation layer between the disks.

シャフト42,112は、一対の環状カラー116によって連結されており、各カラー上の環状フランジ114が共にボルト結合されて、ドライブシャフト110のねじれによってスタックのシャフト42が回動するのを確実にする。カラー116間のリング118が、シャフト間に適切な間隔を維持し、断熱ディスク112が破壊されないようにしている。   The shafts 42, 112 are connected by a pair of annular collars 116 and the annular flanges 114 on each collar are bolted together to ensure that the shaft 42 of the stack rotates due to the twisting of the drive shaft 110. . A ring 118 between the collars 116 maintains the proper spacing between the shafts so that the insulating disk 112 is not destroyed.

図16は、トレイアセンブリのスタックのためのシャフト42の下端部の拡大断面図である。底部プレート46が、スタック16を支持し、図17に示すスピンドルベアリング120のための構造的なサポートを提供する。垂直ブラケット121が、底部プレートに構造的剛性を提供して、シャフト42を支持している。   FIG. 16 is an enlarged cross-sectional view of the lower end of shaft 42 for stacking tray assemblies. A bottom plate 46 supports the stack 16 and provides structural support for the spindle bearing 120 shown in FIG. A vertical bracket 121 provides structural rigidity to the bottom plate and supports the shaft 42.

ぞれぞれのスクレーパー48のカラー64は、スクレーパーがシャフトと共に回転するようにシャフト48に固定、例えば、係止されている。スリップリング122が、最下部のスクラッパー48とシャフト48との間の配置を維持している。スクレーパーのそれぞれの間において、シャフトは、それぞれのトレイプレート46のカラー86に隣接するブッシング124を有している。カラーがブッシングを形成して、その対応するトレイプレートを固定したままにすることを可能にする。   The collar 64 of each scraper 48 is fixed, for example, locked to the shaft 48 so that the scraper rotates with the shaft. A slip ring 122 maintains the arrangement between the lowermost scraper 48 and the shaft 48. Between each of the scrapers, the shaft has a bushing 124 adjacent to the collar 86 of each tray plate 46. The collar forms a bushing that allows its corresponding tray plate to remain fixed.

図17は、加圧された反応槽10の概略図であり、反応槽内における、ドットのパターンで示すバイオマス材料、例えば木材チップの流れを示している。トレイアセンブリのスタックのためのシャフトは、ブラケット121により底部プレート46に固定されたスピンドルベアリング120によって支持されている。スクレーパーは、図17では示していない。   FIG. 17 is a schematic view of the pressurized reaction vessel 10 showing the flow of biomass material, for example, wood chips, shown in a dot pattern in the reaction vessel. The shaft for the stack of tray assemblies is supported by a spindle bearing 120 secured to the bottom plate 46 by brackets 121. The scraper is not shown in FIG.

2つの上部トレイアセンブリ60が、バイオマス材料を乾燥するために構成されている。これらの上部トレイアセンブリは、それぞれのトレイアセンブリのためのスクレーパーの直上にある上部酸素欠乏気体チャンバ56を有している。乾燥のための酸素欠乏乾燥気体126は、気体ノズル32を通って流入するが、気体ノズル32は、スクレーパー上及びこのスクレーパーにより移動するバイオマス上に均一に気体を分配するように配置されている。乾燥気体126は、例えば図1において気体源28で例示するように、焙焼のための酸素欠乏気体128を提供するものと同一の気体源から供給してもよい。あるいは、乾燥気体126の供給源は、焙焼気体128の供給源と異なってもよい。乾燥のための酸素欠乏乾燥気体126の温度は、上部トレイアセンブリの下部の高さで注入される乾燥気体のために上昇させてもよい。   Two upper tray assemblies 60 are configured to dry the biomass material. These upper tray assemblies have an upper oxygen-depleted gas chamber 56 directly above the scraper for each tray assembly. The oxygen-deficient dry gas 126 for drying flows in through the gas nozzle 32, which is arranged to distribute the gas uniformly on the scraper and on the biomass that is moved by the scraper. The dry gas 126 may be supplied from the same gas source that provides the oxygen-deficient gas 128 for roasting, as exemplified by the gas source 28 in FIG. Alternatively, the source of drying gas 126 may be different from the source of roasting gas 128. The temperature of the oxygen deficient dry gas 126 for drying may be increased due to the dry gas injected at the lower height of the upper tray assembly.

バイオマスがトレイ上を移動しているとき、酸素欠乏気体は、バイオマス及びトレイアセンブリのトレイを通って下に流れ、各トレイの下の排気チャンバ54に入る。隔離プレート52が、上部トレイアセンブリを互いに分離するとともに焙焼を促進させる下部トレイアセンブリ62から分離している。   As biomass travels over the trays, the oxygen-deficient gas flows down through the trays of the biomass and tray assembly and enters the exhaust chamber 54 under each tray. An isolation plate 52 separates the upper tray assembly from the lower tray assembly 62 that separates each other and promotes roasting.

下部トレイアセンブリ62は、焙焼のために構成されている。これらのトレイアセンブリは、各アセンブリの下方に排気気体チャンバを有さない。最上部のトレイアセンブリ62の上方に、単一の流入気体アセンブリがあってもよい。焙焼のための高温の焙焼酸素欠乏気体128は、下部トレイアセンブリ62の最上部のアセンブリのためのスクレーパーの上方にあるノズル32を通って流入する。高温の焙焼酸素欠乏気体128は、焙焼を促進する温度、例えば、乾燥気体126の最高温度よりも10〜30℃高い温度とする。高温の焙焼酸素欠乏気体128は、反応槽に流入し、下部トレイアセンブリ62の全て及びトレイアセンブリのスタックの底部プレート42を通って下方に流れる。高温の焙焼酸素欠乏気体130は、スタックの下方かつ反応槽10のチャンバ20内にあるバイオマス132の堆積物の上方にある出口34を通って排気される。高温の焙焼酸素欠乏気体130は、反応槽の最も高温の領域から排気される。排気された焙焼酸素欠乏気体は、浄化、加熱されて、酸素欠乏乾燥気体126及び高温の焙焼酸素欠乏気体128として使用してもよい。   The lower tray assembly 62 is configured for roasting. These tray assemblies do not have an exhaust gas chamber below each assembly. There may be a single incoming gas assembly above the top tray assembly 62. Hot roasted oxygen-deficient gas 128 for roasting flows through nozzle 32 above the scraper for the top assembly of lower tray assembly 62. The high-temperature roasted oxygen-deficient gas 128 is set to a temperature that promotes roasting, for example, a temperature that is 10 to 30 ° C. higher than the maximum temperature of the dry gas 126. Hot roasted oxygen-deficient gas 128 enters the reactor and flows down through all of the lower tray assembly 62 and the bottom plate 42 of the stack of tray assemblies. Hot roasted oxygen-deficient gas 130 is exhausted through an outlet 34 below the stack and above the biomass 132 deposit in the chamber 20 of the reactor 10. The hot roasted oxygen-deficient gas 130 is exhausted from the hottest region of the reaction vessel. The exhausted roasted oxygen-deficient gas may be purified and heated and used as the oxygen-deficient dry gas 126 and the high-temperature roasted oxygen-deficient gas 128.

追加の高温の焙焼酸素欠乏気体128を、チャンバ20及びバイオマスの堆積物内へ直接注入してもよい。追加の高温の焙焼気体は、反応槽の収束ゾーン、例えば収束の中間点にあるノズルから注入できる。追加の高温の焙焼酸素欠乏気体は、バイオマスの下方への移動に対して向流となるようにバイオマスを上方へ流れるようにしてもよい。この向流の流れは、焙焼気体をトレイアセンブリのスタックから排気しながら気体出口34から排気してもよい。他の焙焼気体を、反応槽の底部にある排出ポート132を介して、反応槽から排気、又は反応槽に注入してもよい。   Additional hot roasted oxygen-deficient gas 128 may be injected directly into chamber 20 and biomass deposits. Additional hot roasting gas can be injected from the convergence zone of the reaction vessel, for example from a nozzle in the middle of convergence. The additional hot roasted oxygen-deficient gas may cause the biomass to flow upward so that it is countercurrent to the downward movement of the biomass. This countercurrent flow may be exhausted from the gas outlet 34 while exhausting the roasting gas from the stack of tray assemblies. Other roasting gases may be exhausted from the reaction vessel or injected into the reaction vessel via a discharge port 132 at the bottom of the reaction vessel.

図18は、加圧された反応槽10の上部部分、特に上部トレイアセンブリ60の概略図である。酸素欠乏気体は、反応槽の下部の高さに注入された酸素欠乏気体よりも比較的低い温度で、カバープレートを通って上部入口30に入る。酸素欠乏気体は、気体をバイオマス上に均一に分散させる整流板136によって分配してもよい。バイオマス材料の上方にある間隙(G)が、気体を均一に分配するのに十分な容積を提供する。間隙(G)は、数インチ、例えば5〜8インチ、つまり150mm〜200mmである。高温の酸素欠乏気体は、バイオマス材料(図中、ドットのパターンで示す)を通って下方へ流れ、メッシュ又はスクリーンのトレイプレート82を通って排気チャンバ54内に流入し、単一の排気出口34から流出する。排気出口34は、出口34の直下にある隔離トレイ52のためのシュートに隣接して位置している。次の下部トレイアセンブリのための気体入口32もシュートに隣接して位置している。   FIG. 18 is a schematic view of the upper portion of the pressurized reaction vessel 10, particularly the upper tray assembly 60. The oxygen-deficient gas enters the upper inlet 30 through the cover plate at a relatively lower temperature than the oxygen-deficient gas injected at the lower height of the reaction vessel. The oxygen-deficient gas may be distributed by a rectifying plate 136 that uniformly disperses the gas over the biomass. The gap (G) above the biomass material provides sufficient volume to evenly distribute the gas. The gap (G) is several inches, for example 5-8 inches, ie 150 mm to 200 mm. The hot oxygen-deficient gas flows down through the biomass material (shown in the pattern of dots in the figure), flows through the mesh or screen tray plate 82 and into the exhaust chamber 54, where a single exhaust outlet 34. Spill from. The exhaust outlet 34 is located adjacent to the chute for the isolation tray 52 immediately below the outlet 34. A gas inlet 32 for the next lower tray assembly is also located adjacent to the chute.

隔離トレイ52は、図18では金属層及び断熱層のラミネートとして示されている。このトレイは、鋼鉄の上層及び下層と、非金属の断熱層の中間層とを含む。隔離トレイを断熱することによって、反応槽内の熱効率を向上させ、乾燥に使用される隣接するトレイアセンブリ間において、実質的に大きな効果、例えば10℃超の効果が得られる。   The isolation tray 52 is shown in FIG. 18 as a laminate of a metal layer and a thermal insulation layer. The tray includes an upper layer and a lower layer of steel and an intermediate layer of a non-metallic thermal insulation layer. By insulating the isolation tray, the thermal efficiency in the reaction vessel is improved, and a substantially large effect is obtained between adjacent tray assemblies used for drying, for example, an effect of more than 10 ° C.

図19は、バイオマス材料を乾燥させるのに使用される上部トレイアセンブリのためのトレイプレート82を示す。このトレイプレートは、メッシュとして形成されている。プレート82の直下には、放射状の点線で例示する加熱エレメント138がある。加熱エレメントは、電気抵抗エレメント、蒸気もしくは他の高温の酸素欠乏気体を含む導管、又は他の装置とすることができ、トレイプレート、特に、低温で湿ったバイオマスがプレート上に堆積するときにそれを受け止める中実プレート94に熱エネルギーを加える。加熱エレメントは、熱をトレイプレートに加えて、有機化合物及び他の材料がスクリーンプレートの低温の部分に堆積するのを避けるためのものである。あるいは、高温の気体を、トレイ構造の下側に吹き当ててもよい。スクレーパーの回転方向は時計回り方向として示されている。   FIG. 19 shows a tray plate 82 for the upper tray assembly used to dry the biomass material. This tray plate is formed as a mesh. Immediately below the plate 82 is a heating element 138 illustrated by a radial dotted line. The heating element can be an electrical resistance element, a conduit containing steam or other hot oxygen-deficient gas, or other device, such as a tray plate, especially when cold and wet biomass is deposited on the plate. Heat energy is applied to the solid plate 94 that receives the heat. The heating element is to apply heat to the tray plate to avoid organic compounds and other materials from depositing on the colder portions of the screen plate. Alternatively, high temperature gas may be blown to the lower side of the tray structure. The direction of rotation of the scraper is shown as a clockwise direction.

図20は、隔離トレイプレート52を上から見下ろした図である。環状の真鍮又は柔軟なガラス繊維製のリング140が、トレイプレート52の周縁と反応槽の壁との間にシールを形成している。トレイプレート52は、プレートの冷却を防止し、これにより金属表面上の有機物及び他の化合物の凝縮を防止する加熱エレメントを有してもよい。   FIG. 20 is a view of the isolation tray plate 52 as viewed from above. An annular brass or flexible glass fiber ring 140 forms a seal between the periphery of the tray plate 52 and the reaction vessel wall. The tray plate 52 may have heating elements that prevent cooling of the plate, thereby preventing condensation of organics and other compounds on the metal surface.

反応槽の外壁は、例えば金属壁142の外表面に断熱コーティングを施すことによって断熱してもよい。壁の断熱は、反応槽の外表面全体に亘って施してもよい。反応槽の外壁の断熱によって反応槽の熱効率が向上し、反応槽の各高さ全体の均一な温度レベルをさらに維持することができる。   The outer wall of the reaction vessel may be insulated by applying a thermal barrier coating to the outer surface of the metal wall 142, for example. Wall insulation may be provided over the entire outer surface of the reaction vessel. The thermal efficiency of the reaction tank is improved by the heat insulation of the outer wall of the reaction tank, and the uniform temperature level of the entire height of the reaction tank can be further maintained.

図20に示す拡大部分は、隔離トレイプレート52の周縁と焙焼反応槽の円筒状の金属壁142の内側表面との間の真鍮又はガラス繊維製のシール140を例示している。壁142は、断熱材料144、例えばセラミックコーティング、ガラス繊維コーティング又は高温ポリマーコーティングでコーティングしてもよい。   The enlarged portion shown in FIG. 20 illustrates a brass or glass fiber seal 140 between the periphery of the isolation tray plate 52 and the inner surface of the cylindrical metal wall 142 of the roasting reactor. The wall 142 may be coated with a thermal insulation material 144, such as a ceramic coating, a glass fiber coating, or a high temperature polymer coating.

図21は、加圧された反応槽10の上部部分、特に下部トレイアセンブリ62の概略図である。気体の流れ(矢印を参照)及びバイオマス材料の移動(点線のパターンを参照)をより良好に例示するために、スクレーパーは示されていない。酸素欠乏気体は、例えば、反応槽の両側に例えば180度離間して配置された2つのノズル32から最上部のトレイアセンブリ62に入る。最上部のトレイアセンブリ62に入る気体は、高温で、例えば、トレイアセンブリ62及びチャンバ20内のバイオマスの焙焼を促進するための240℃〜300℃の範囲の温度よりも高い。焙焼を促進させるのに必要な温度は、バイオマス材料及び反応槽内の圧力に依存する。最上部のトレイアセンブリ62に注入される酸素欠乏気体は、バイオマスを乾燥させるために使用される上部トレイアセンブリ60に加えられる酸素欠乏気体よりも高く、例えば5℃〜100℃高い温度である。   FIG. 21 is a schematic view of the upper portion of the pressurized reaction vessel 10, particularly the lower tray assembly 62. In order to better illustrate the flow of gas (see arrows) and the movement of biomass material (see dotted pattern), the scraper is not shown. The oxygen-deficient gas enters the uppermost tray assembly 62 from, for example, two nozzles 32 that are arranged, for example, 180 degrees apart on both sides of the reaction vessel. The gas entering the top tray assembly 62 is at a high temperature, for example, higher than a temperature in the range of 240 ° C. to 300 ° C. to facilitate roasting of the biomass in the tray assembly 62 and the chamber 20. The temperature required to promote roasting depends on the biomass material and the pressure in the reaction vessel. The oxygen-deficient gas injected into the uppermost tray assembly 62 is higher than the oxygen-deficient gas added to the upper tray assembly 60 used to dry the biomass, for example, at a temperature 5 ° C to 100 ° C higher.

最上部のトレイアセンブリ62上の、バイオマス材料及びスクレーパーの上方にある間隙は、気体を均一に分配するのに十分な容積を提供する。この間隙よりも狭くてもよいが、同様の間隙が、下部トレイアセンブリ82のそれぞれにおけるトレイプレート82の下部表面とスクレーパー/バイオマスレベルの頂部との間にある。最上部のトレイアセンブリ62の上方の最初の間隙は、数インチ、例えば5〜8インチ、つまり125mm〜200mmでよく、下部の間隙は3〜5インチでよい。高温の酸素欠乏気体は、バイオマス材料(ドットのパターンで示す)を通って下方に流れ、さらにメッシュ又はスクリーンのトレイプレート82を通って次の下部トレイアセンブリ62上のバイオマス及びスクレーパーの直上にある間隙に直接流入する。   The gap above the biomass material and scraper on the top tray assembly 62 provides sufficient volume to distribute gas evenly. Although similar to this gap, a similar gap exists between the lower surface of the tray plate 82 and the top of the scraper / biomass level in each of the lower tray assemblies 82. The initial gap above the top tray assembly 62 may be several inches, such as 5-8 inches, or 125 mm to 200 mm, and the lower gap may be 3-5 inches. The hot oxygen-deficient gas flows down through the biomass material (shown in a dot pattern) and through the mesh or screen tray plate 82 to the gap above the biomass and scraper on the next lower tray assembly 62. Flows directly into.

高温の気体は、下部トレイアセンブリ62のそれぞれを下方に通過し、出口34、例えば、反応槽のチャンバ20内におけるトレイアセンブリのスタックの下方かつバイオマスの堆積物の上方にある単一の出口を出る。単一の出口34は、最も高温の気体、又は、気体中の有機化合物の凝縮温度よりも実質的に高い温度の気体が存在する反応槽の高さに合わせて配置されている。気体を非常に高温なうちに出口34から抽出することによって、有機化合物が反応槽及び出口の表面に堆積するリスクが低下する。   The hot gas passes down each of the lower tray assemblies 62 and exits an outlet 34, for example, a single outlet below the stack of tray assemblies and above the biomass deposits in the reactor chamber 20. . The single outlet 34 is arranged according to the height of the reaction vessel where the hottest gas or a gas having a temperature substantially higher than the condensation temperature of the organic compound in the gas is present. By extracting the gas from the outlet 34 while it is very hot, the risk of organic compounds depositing on the reaction vessel and outlet surfaces is reduced.

焙焼プロセスが行なわれているバイオマス材料を通過する気体のために単一の出口34があってもよい。単一の出口とすることによって、焙焼中に揮発する有機化合物を含む排気気体に暴露される出口の表面が最小限に抑えられる。出口及びそれに伴う出口導管の表面を最小限に抑えることによって、排気気体からの堆積物、例えばタール状の有機物質で閉塞しうる表面積を低減できる。   There may be a single outlet 34 for the gas passing through the biomass material undergoing the roasting process. By having a single outlet, the outlet surface exposed to exhaust gases containing organic compounds that volatilize during roasting is minimized. By minimizing the surface of the outlet and the associated outlet conduit, the surface area that can be plugged with deposits from the exhaust gas, such as tar-like organic material, can be reduced.

図22は、バイオマスの焙焼のために使用される下部トレイアセンブリのトレイプレート82を上から見下ろした図である。トレイプレートは、上部トレイアセンブリのトレイプレートと実質的に同じ大きさのメッシュ開口を有する金属製のメッシュとすることができる。あるいは、このプレートのメッシュの開口は、上部トレイアセンブリにおけるプレートのメッシュの開口よりも小さくてもよい。下部トレイアセンブリのトレイプレート82は、パイ形状開口92と、次のより高い位置にある隔離プレート又はトレイアセンブリのシュート又は開口92の下方に中実体のパイ形状プレート94とを有する。プレート94は開口92に隣接しており、バイオマスがプレート94上に落下した後、開口92を通って落下する前にプレート82の全体を回って移動するようになっている。   FIG. 22 is a top view of the tray plate 82 of the lower tray assembly used for biomass roasting. The tray plate may be a metal mesh having mesh openings that are substantially the same size as the tray plate of the upper tray assembly. Alternatively, the plate mesh opening may be smaller than the plate mesh opening in the upper tray assembly. The tray plate 82 of the lower tray assembly has a pie-shaped opening 92 and a solid pie-shaped plate 94 below the chute or opening 92 of the next higher isolation plate or tray assembly. The plate 94 is adjacent to the opening 92 so that after biomass has fallen onto the plate 94, it travels around the entire plate 82 before dropping through the opening 92.

固定されたシール144、例えばL字状の垂直壁は、パイ形状プレート94の先端と共に垂直方向に配置され、反応槽の内壁に取り付けられたフランジを含む。固定されたシールは、スクレーパーの上部縁部と次の高さに位置するトレイプレートの底部との間にある。シール144は、バイオマスが上方のトレイアセンブリから落下している間に流れている気体をトレイプレートの開口からバイオマス内へ指向させる。   A fixed seal 144, such as an L-shaped vertical wall, is disposed vertically with the tip of the pie-shaped plate 94 and includes a flange attached to the inner wall of the reaction vessel. The fixed seal is between the top edge of the scraper and the bottom of the tray plate located at the next height. The seal 144 directs the flowing gas from the tray plate opening into the biomass while the biomass is falling from the upper tray assembly.

図23は、バイオマス材料150から焙焼済みバイオマス材料151を生成するためのプラント、例えば工場のフロー図である。バケットエレベーター152及びドラッグコンベヤー154が、バイオマス材料150を供給ビン156へ搬送し、供給ビン156は、供給ビンの底部にあるメータースクリューによって決められる流量でバイオマス材料の連続的な供給を提供する。そして、第2バケットエレベーター158が、均一な流量で移動するバイオマスを、焙焼反応槽162の頂部入口にある入口回転バルブ160へ搬送する。回転バルブは、加圧されていないバイオマス材料を加圧された焙焼反応槽162へ、反応槽からの圧力損失なく搬送する高圧搬送装置でもよい。焙焼反応槽は、高さが30〜50メートル、直径が3〜10メートルの円筒状の加圧された反応槽である。これらの寸法は例示的なものであり、焙焼反応槽の実際の寸法は、バイオマス材料の種類、材料の所望の流量、及び反応槽内の圧力を含む種々の要因に依存する。   FIG. 23 is a flow diagram of a plant, for example a factory, for producing roasted biomass material 151 from biomass material 150. Bucket elevator 152 and drag conveyor 154 convey biomass material 150 to supply bin 156, which provides a continuous supply of biomass material at a flow rate determined by a meter screw at the bottom of the supply bin. Then, the second bucket elevator 158 conveys the biomass moving at a uniform flow rate to the inlet rotary valve 160 at the top inlet of the roasting reaction tank 162. The rotary valve may be a high-pressure conveying device that conveys unpressurized biomass material to the pressurized roasting reaction tank 162 without pressure loss from the reaction tank. The roasting reaction tank is a cylindrical pressurized reaction tank having a height of 30 to 50 meters and a diameter of 3 to 10 meters. These dimensions are exemplary, and the actual dimensions of the roasting reactor will depend on various factors including the type of biomass material, the desired flow rate of the material, and the pressure in the reactor.

排出移送スクリュー164が、焙焼済みバイオマス材料を、焙焼反応槽の底部から計量された流量で取り出す。冷却スクリュー166が、焙焼済みバイオマス材料を運びながら、例えば、スクリュー166の外表面にある冷却ベーンによって、又は、スクリューの外表面上を流れる冷却水によって材料から熱エネルギーを除去する。冷却スクリューに加えて又は冷却スクリューの代わりに、他の冷却装置を使用してもよい。これらの他の冷却装置は流動床冷却器を含んでいてもよい。   A discharge transfer screw 164 removes the roasted biomass material from the bottom of the roasting reactor at a metered flow rate. The cooling screw 166 removes thermal energy from the material while carrying the roasted biomass material, for example, by cooling vanes on the outer surface of the screw 166 or by cooling water flowing over the outer surface of the screw. Other cooling devices may be used in addition to or instead of the cooling screw. These other cooling devices may include fluidized bed coolers.

冷却された焙焼済みバイオマス材料は、排出回転バルブ168を通過するが、排出回転バルブ168は、材料の圧力を大気圧まで低下させ、材料を大気に暴露させる。焙焼済みバイオマス材料は、空気に暴露される前に冷却されて、材料が自然燃焼するリスクを最小限にする。   The cooled roasted biomass material passes through the discharge rotation valve 168, which reduces the pressure of the material to atmospheric pressure and exposes the material to the atmosphere. The roasted biomass material is cooled prior to exposure to air, minimizing the risk of spontaneous combustion of the material.

第3バケットエレベーター170及び第2ドラッグコンベヤー172が、冷却された焙焼済みバイオマス材料を貯蔵ビン174に搬送する。計量スクリューが、バイオマス材料151を、さらなる処理のために又は燃焼燃料として使用するために貯蔵ビンから排出する。   Third bucket elevator 170 and second drag conveyor 172 carry the cooled, roasted biomass material to storage bins 174. A metering screw discharges the biomass material 151 from the storage bin for further processing or use as combustion fuel.

乾燥気体処理ユニット178及び焙焼済み気体処理ユニット180のための加熱エネルギー又は熱的エネルギー176は、蒸気、燃焼又は他のエネルギー源によって提供される。熱エネルギー176は、焙焼反応槽162に注入される気体の温度を上昇させる手段を提供する。乾燥気体178のための気体処理ユニットは、循環している乾燥気体からダストや他の粒子を除去し、乾燥に必要な温度まで気体を再加熱する。焙焼済み気体処理ユニット180は、循環している焙焼気体からダストや他の粒子を除去し、より重質の有機化合物を除去して、熱の回収を可能にし、焙焼気体として再利用するために必要な温度まで気体を再加熱する。   The heating or thermal energy 176 for the dry gas processing unit 178 and the roasted gas processing unit 180 is provided by steam, combustion or other energy sources. Thermal energy 176 provides a means to increase the temperature of the gas injected into the roasting reaction vessel 162. A gas processing unit for dry gas 178 removes dust and other particles from the circulating dry gas and reheats the gas to the temperature required for drying. The roasted gas processing unit 180 removes dust and other particles from the circulating roasting gas, removes heavier organic compounds, enables heat recovery, and reuses as roasting gas Reheat the gas to the temperature required to do so.

気体処理ユニット178及び180を通って循環している気体は、焙焼反応槽内の圧力と実質的に同じ圧力である。気体の加圧は、反応槽又は気体処理ユニットに酸素欠乏気体を追加するか反応槽又は気体処理ユニットから酸素欠乏気体を取り除くことによって実現できる。   The gas circulating through the gas processing units 178 and 180 is at substantially the same pressure as the pressure in the roasting reaction vessel. The pressurization of the gas can be realized by adding an oxygen-deficient gas to the reaction vessel or the gas processing unit or removing the oxygen-deficient gas from the reaction vessel or the gas processing unit.

酸素欠乏気体は、実質的に閉鎖された気体ループシステムで焙焼反応槽を循環される。気体は、バイオマスを乾燥したり、熱を加えて焙焼を持続させたり、焙焼済みバイオマスを冷却させたりするのに使用される。トレイに流入する酸素欠乏気体の温度は、トレイの所望の機能を実現するように設定される。例えば、頂部入口に流れる気体は、焙焼トレイアセンブリに流れる酸素欠乏気体よりも低温とされる。   Oxygen-deficient gas is circulated through the roasting reactor in a substantially closed gas loop system. The gas is used to dry the biomass, apply heat to maintain roasting, or cool the roasted biomass. The temperature of the oxygen-deficient gas flowing into the tray is set to achieve the desired function of the tray. For example, the gas flowing to the top inlet is cooler than the oxygen-deficient gas flowing to the roasting tray assembly.

乾燥気体処理ユニット178は、バイオマス材料を乾燥させるために焙焼反応槽内で起こる乾燥プロセスのための加熱された酸素欠乏気体を提供する。乾燥気体は、窒素又は乾燥蒸気等の酸素欠乏気体源を提供してもよい。乾燥気体処理ユニットからの乾燥気体は、焙焼反応槽において上部トレイアセンブリと共に配置された気体ノズル32に流れる。気体がバイオマス材料を通過して材料を乾燥させた後、排気出口34が酸素欠乏気体を焙焼反応槽から抽出する。乾燥気体の温度は、180℃〜240℃の範囲、又は、バイオマス材料に焙焼反応を引き起こすための温度閾値未満、例えば205℃未満の他の温度でよい。乾燥気体の温度は、頂部入口において最も低く、下部気体ノズル34において例えば5〜10℃増加して高くなる。排気された乾燥気体は、気体から水分及び他の同伴液体又は固体を除去するために処理され、再加熱されて焙焼反応槽に乾燥気体として使用するために戻される。   The dry gas processing unit 178 provides a heated oxygen-depleted gas for the drying process that occurs in the roasting reaction vessel to dry the biomass material. The dry gas may provide an oxygen-deficient gas source such as nitrogen or dry steam. Dry gas from the dry gas processing unit flows to a gas nozzle 32 disposed with the upper tray assembly in the roasting reaction vessel. After the gas passes through the biomass material and dries the material, the exhaust outlet 34 extracts the oxygen deficient gas from the roasting reactor. The temperature of the drying gas may be in the range of 180 ° C. to 240 ° C., or other temperatures below the temperature threshold for causing a roasting reaction in the biomass material, eg, below 205 ° C. The temperature of the dry gas is lowest at the top inlet and increases by, for example, 5-10 ° C. at the lower gas nozzle 34. The evacuated dry gas is treated to remove moisture and other entrained liquids or solids from the gas, reheated and returned to the roasting reactor for use as a dry gas.

焙焼済み気体処理ユニット180は、バイオマス材料が焙焼を行う焙焼反応槽の下部領域に酸素欠乏気体を供給する。この酸素欠乏気体は、乾燥気体処理ユニットによって供給されるのと同一の気体組成でよい。焙焼済み気体処理ユニット180は、酸素欠乏気体を、焙焼反応を促進するのに必要な例えば250℃〜300℃の閾値温度よりも高い温度で供給する。焙焼気体は、焙焼のために構成された最上部のトレイアセンブリと共に配置されたノズル32から加えられる。焙焼気体のための追加の入口ノズル32が、反応槽の下部領域にあってもよい。これらの下部ノズルは高温の気体を加えて、反応槽内のバイオマス材料の堆積物が焙焼反応を促進する温度又はそれ以上に保持されるのを確実にする。   The roasted gas processing unit 180 supplies oxygen-deficient gas to the lower region of the roasting reaction tank in which the biomass material roasts. This oxygen-deficient gas may have the same gas composition as that supplied by the dry gas processing unit. The roasted gas processing unit 180 supplies the oxygen-deficient gas at a temperature higher than a threshold temperature of, for example, 250 ° C. to 300 ° C. necessary for promoting the roasting reaction. The roasting gas is added from a nozzle 32 located with the top tray assembly configured for roasting. An additional inlet nozzle 32 for the roasting gas may be in the lower region of the reaction vessel. These lower nozzles add hot gases to ensure that the deposit of biomass material in the reaction vessel is maintained at or above a temperature that promotes the roasting reaction.

図23に示す焙焼反応槽の実施形態においては、冷却ゾーンがなく、焙焼プロセスは、バイオマス材料が反応槽162の出口まで下方に流れるときに継続する。いくらかの冷却気体が、冷却スクリュー162から反応槽162の底部へ向流で流れてもよい。さらに、冷却スクリュー162は、その排出端において少量の窒素ガスの流れを有してもよい。窒素ガスは、焙焼済みバイオマス材料と共に反応槽の排出から冷却スクリュー内へ運ばれる有機化合物を含む焙焼気体と置き換わる。焙焼気体中の有機化合物は、除去されないと、冷却スクリューの低温の表面に堆積する可能性がある。加えて、冷却スクリューは、外側ウォータージャケットと、スクリューのシャフトの中心を通る水通路とを有してもよい。これらのウォータージャケット及び通路は、熱をバイオマス材料から取り去り、材料を冷却する。冷却スクリューから出た温水は、冷却塔に循環されて、冷却水として冷却スクリューに循環される。   In the embodiment of the roasting reactor shown in FIG. 23, there is no cooling zone and the roasting process continues as the biomass material flows down to the outlet of the reactor 162. Some cooling gas may flow countercurrently from the cooling screw 162 to the bottom of the reaction vessel 162. Furthermore, the cooling screw 162 may have a small flow of nitrogen gas at its discharge end. Nitrogen gas replaces the roasted gas containing organic compounds that are transported from the reaction vessel discharge into the cooling screw along with the roasted biomass material. If the organic compounds in the roasting gas are not removed, they can deposit on the cold surface of the cooling screw. In addition, the cooling screw may have an outer water jacket and a water passage through the center of the screw shaft. These water jackets and passages remove heat from the biomass material and cool the material. The hot water discharged from the cooling screw is circulated to the cooling tower and circulated to the cooling screw as cooling water.

焙焼プロセスから抽出された気体は、単一の出口34から除去されて、断熱された導管を通して焙焼済み気体処理ユニット180に直接流入される。抽出された気体は、上記気体よりも冷たい表面上に堆積する同伴有機化合物を含む。抽出された気体を焙焼済み気体処理ユニットへ迅速に直接流入させることによって、有機化合物が導管の表面に堆積するリスクが低下するが、その理由は、気体が気体処理ユニット180への短い通路の中では比較的高温を維持しているからである。気体処理ユニット180からも、流れ181が、焙焼気体、特に焙焼気体から除去された凝縮した有機化合物をさらに処理するために、燃焼器に送られる。乾燥気体処理ユニット178及び焙焼済み気体処理ユニット180のための酸素欠乏気体の発生器182は、市販されている従来の窒素PSAプラントでよい。これらのプラントは、乾燥気体処理ユニット及び焙焼済み気体処理ユニットに供給するのに十分な量の気体窒素を発生させる。   The gas extracted from the roasting process is removed from a single outlet 34 and flows directly into the roasted gas processing unit 180 through an insulated conduit. The extracted gas contains entrained organic compounds that deposit on surfaces that are cooler than the gas. By allowing the extracted gas to flow directly directly into the roasted gas processing unit, the risk of organic compounds accumulating on the surface of the conduit is reduced because the gas is in a short path to the gas processing unit 180. This is because a relatively high temperature is maintained. From gas processing unit 180, stream 181 is also sent to the combustor for further processing of the roasted gas, particularly condensed organic compounds removed from the roasted gas. The oxygen deficient gas generator 182 for the dry gas processing unit 178 and the roasted gas processing unit 180 may be a conventional nitrogen PSA plant that is commercially available. These plants generate sufficient amounts of gaseous nitrogen to supply dry gas processing units and roasted gas processing units.

図24は、例示的な焙焼済み気体処理ユニット180を示すプロセスフローチャートである。焙焼プロセス中にバイオマスから放出される化合物は、焙焼反応中に放出される種々な分子量の有機成分を含む。これらの有機成分は、特に制御不可能な形で凝縮が起きた時にタール状の堆積物によって設備の深刻な汚染を起こす。焙焼済み気体処理ユニット180において、焙焼反応槽から抽出された気体はその温度が低下されて、より重質の有機化合物が凝縮する一方、気体は水及びより軽質の有機化合物の露点温度よりも高い温度に維持される。凝縮した有機成分は、気体流中でエアロゾル、ミスト又は液滴に形成される。凝縮した有機成分を含む気体流は、1つ以上のドロップアウトタンク又はサイクロンセパレーター204に流れ、ここで、より重質の成分は気体流から分離される。より重質の成分は、ドロップアウトタンク又はサイクロンセパレーターの底部に落下し、収集タンク206へと流れる。収集タンク206からの成分181は、回収ボイラー又は他の化学回収システムに流してもよい。   FIG. 24 is a process flow diagram illustrating an exemplary roasted gas processing unit 180. Compounds released from biomass during the roasting process include organic components of various molecular weights released during the roasting reaction. These organic components cause serious contamination of the equipment by tar deposits, especially when condensation occurs in an uncontrollable manner. In the roasted gas processing unit 180, the temperature of the gas extracted from the roasting reaction tank is lowered and the heavier organic compound is condensed, while the gas is more than the dew point temperature of water and the lighter organic compound. Is also maintained at a high temperature. Condensed organic components are formed into aerosols, mists or droplets in a gas stream. A gas stream containing condensed organic components flows to one or more dropout tanks or cyclone separators 204, where heavier components are separated from the gas stream. The heavier components fall to the bottom of the dropout tank or cyclone separator and flow to the collection tank 206. Component 181 from collection tank 206 may flow to a recovery boiler or other chemical recovery system.

焙焼反応槽162から抽出された焙焼気体200は、熱交換器202において冷却されて、気体中の有機揮発性材料が凝縮して例えばエアロゾル又は液滴となる。冷却された焙焼済みの気体はサイクロンセパレーター204に入り、ここで凝縮した液滴が気体から分離される。セパレーター204の他の例は、副生成物を酸化させる装置、副生成物を触媒的に変換させる装置、副生成物を気体流からフィルタリングする装置、遠心力を利用して気体流から粒子を分離するサイクロン等のフローセパレータを含む。セパレーター204は、焙焼気体処理システム180において単一で又は組み合わせて使用される。これらの装置により分離された副生成物は、分離、濃縮又は浄化によりさらに処理することによって、利用可能な製品にしてもよい。   The roasting gas 200 extracted from the roasting reaction tank 162 is cooled in the heat exchanger 202, and the organic volatile material in the gas is condensed to form, for example, an aerosol or droplets. The cooled, roasted gas enters the cyclone separator 204 where the condensed droplets are separated from the gas. Other examples of separator 204 are devices that oxidize by-products, devices that catalytically convert by-products, devices that filter by-products from the gas stream, and use centrifugal force to separate particles from the gas stream. Including a flow separator such as a cyclone. Separator 204 is used singly or in combination in roasting gas treatment system 180. By-products separated by these devices may be further processed by separation, concentration or purification to make a usable product.

分離された気体は第2熱交換器212に流れ、分離された液滴は液体として凝縮液タンク206に流れる。凝縮液タンクからの液体の一部は、熱交換器202からセパレーター204に流れる気体中に噴霧される。気体中に噴霧された液滴は、気体流からの気体状の有機化合物の凝縮を促進する。液体ポンプ208が、気体流に噴霧される凝縮液を加圧してもよい。液滴スプレーノズル209が、液体を液滴に分割して、液滴を気体流中に噴霧する。   The separated gas flows to the second heat exchanger 212, and the separated droplets flow to the condensate tank 206 as a liquid. Part of the liquid from the condensate tank is sprayed into the gas flowing from the heat exchanger 202 to the separator 204. Droplets sprayed into the gas facilitate the condensation of gaseous organic compounds from the gas stream. The liquid pump 208 may pressurize the condensate sprayed into the gas stream. A droplet spray nozzle 209 divides the liquid into droplets and sprays the droplets into the gas stream.

焙焼気体は、サイクロンセパレーターから第2熱交換器212及び第3熱交換器214に流れるが、両方の熱交換器は気体の温度を例えば250℃〜300℃まで上昇させる。第3熱交換器は、気体燃焼用燃焼器から熱エネルギーを受け入れてもよい。   The roasting gas flows from the cyclone separator to the second heat exchanger 212 and the third heat exchanger 214, and both heat exchangers raise the temperature of the gas to, for example, 250 ° C to 300 ° C. The third heat exchanger may receive thermal energy from the gas combustion combustor.

ブロワー216は、気体218が焙焼反応槽に流れるときに、焙焼気体の圧力を例えば0.5バールゲージだけ増加させる。焙焼気体は、焙焼反応槽内の圧力まで加圧されながら、焙焼気体処理ユニット180を流れる。   The blower 216 increases the pressure of the roasting gas by, for example, 0.5 bar gauge when the gas 218 flows into the roasting reaction vessel. The roasting gas flows through the roasting gas processing unit 180 while being pressurized to the pressure in the roasting reaction tank.

有機化合物等の熱媒油又は凝縮液が、焙焼気体処理ユニット内を循環し、焙焼反応槽から排気された焙焼気体を熱交換器202において冷却するとともに、気体がセパレーター204内で浄化された後に、その気体を第2熱交換器212において加熱する。熱媒油又は凝縮液は、熱交換器220において、224から226にそして冷却塔に流れる冷却水によって冷却される。冷却された液体は一時的に流体タンク222に貯蔵される。液体ポンプ210は、液体を焙焼処理ユニット180内の液循環によって移動させる。   A heat transfer oil or condensate such as an organic compound circulates in the roasting gas processing unit, and the roasted gas exhausted from the roasting reaction tank is cooled in the heat exchanger 202 and the gas is purified in the separator 204. After that, the gas is heated in the second heat exchanger 212. The heat transfer oil or condensate is cooled in the heat exchanger 220 by cooling water flowing from 224 to 226 and to the cooling tower. The cooled liquid is temporarily stored in the fluid tank 222. The liquid pump 210 moves the liquid by liquid circulation in the roasting processing unit 180.

焙焼反応槽の乾燥部、例えば上部トレイアセンブリから抽出された気体は、高分子量有機化合物を多量に含まない傾向がある。乾燥セクションからの気体は、酸素欠乏気体、蒸気及び水、並びに反応槽の表面上で凝縮しにくい軽質の揮発性有機化合物を含む。乾燥セクションから抽出された気体は、焙焼済み気体処理ユニット180に流通させる必要はない。乾燥気体処理ユニット178は、気体流から水を除去するためのセパレーター及び凝縮器と、気体の温度を焙焼乾燥部で必要な温度まで上昇させる熱交換器と、乾燥気体を反応槽に搬送するブロワーとを含んでもよい。   The gas extracted from the drying section of the roasting reactor, such as the upper tray assembly, tends not to contain a large amount of high molecular weight organic compounds. The gas from the drying section includes oxygen-deficient gases, steam and water, and light volatile organic compounds that are difficult to condense on the surface of the reaction vessel. The gas extracted from the drying section need not be passed to the roasted gas processing unit 180. The dry gas processing unit 178 carries a separator and a condenser for removing water from the gas flow, a heat exchanger that raises the temperature of the gas to a required temperature in the roasting and drying unit, and the dry gas to the reaction tank. And a blower.

乾燥時に生成された蒸気は、燃焼器、排気スタック又は熱回収システムに排気できる。焙焼時に生成された焙焼気体は、燃焼器において、例えば、乾燥セクションからの蒸気とともに燃焼させてもよく、生成された熱は、例えばバイオマスを予め乾燥させるために使用される。   The steam generated during drying can be exhausted to a combustor, exhaust stack or heat recovery system. The roasted gas generated during roasting may be combusted in a combustor, for example, with steam from a drying section, and the generated heat is used, for example, to predry the biomass.

本発明を、現時点で最も実際的かつ好適な実施形態と考えられるものと関連させて説明してきたが、本発明は、開示の実施形態に限定されず、添付の特許請求の範囲に含まれる種々の変形及び均等な構成を包含することを意図していることを理解されたい。   Although the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiments, the present invention is not limited to the disclosed embodiments and is intended to fall within the scope of the appended claims. It should be understood that variations and equivalent arrangements are intended to be included.

Claims (23)

バイオマスに焙焼プロセスを行うように構成された焙焼反応槽であって、
この反応槽は、
酸素欠乏気体を反応槽に注入する入口ノズル;
反応槽内へ垂直方向下方に延在する回転可能なシャフト;
頂部プレートから反応槽内へ延在するスクレーパー及びトレイのスタック;
反応槽内においてスタックの下方にあり、スタックから排出されたバイオマスの堆積物を保持する焙焼チャンバ;
反応槽の、スタックの下方かつバイオマスの堆積物の上部表面の上方にある焙焼気体排気出口;
反応槽の下部領域にあるバイオマス出口;
を含み、
反応槽の上部の高さにあるノズルから注入される酸素欠乏気体の気体温度は、下部の高さにある入口ノズルから注入される酸素欠乏気体の気体温度よりも低く、
各スクレーパーは、シャフトに固定されて、シャフトと共に回転し、また連携する固定されたトレイの直上にあり、
各トレイは、気体の通過を許容するがバイオマスの通過を遮断するように穴を開けられており、かつバイオマスが通過して落下する開口を有し、
前記スタックは、トレイの一つの下方かつスクレーパーの一つの上方の高さに気体抽出チャンバを含み、この気体抽出チャンバは、前記トレイの一つを通過する気体を受け入れるものであり、トレイを通過した気体を排気する気体抽出ポートを含み、
前記スタックは、気体抽出チャンバの下方にある複数の下部スクレーパー及びトレイを含み、その下部スクレーパー及びトレイ間に気体抽出チャンバを有さない
ことを特徴とする反応槽。
A roasting reactor configured to perform a roasting process on biomass,
This reactor is
Inlet nozzle for injecting oxygen-deficient gas into the reactor;
A rotatable shaft extending vertically downward into the reaction vessel;
A stack of scrapers and trays extending from the top plate into the reactor;
A roasting chamber below the stack in the reactor and holding a deposit of biomass discharged from the stack;
A roasting gas exhaust outlet below the stack and above the upper surface of the biomass deposit in the reactor;
Biomass outlet in the lower region of the reactor;
Including
The gas temperature of the oxygen-deficient gas injected from the nozzle at the upper height of the reaction tank is lower than the gas temperature of the oxygen-deficient gas injected from the inlet nozzle at the lower height,
Each scraper is fixed to the shaft, rotates with the shaft, and is directly above the associated fixed tray;
Each tray is perforated to allow passage of gas but block passage of biomass, and has an opening through which the biomass passes and falls,
The stack includes a gas extraction chamber at a height below one of the trays and above one of the scrapers, the gas extraction chamber accepting gas passing through one of the trays and passed through the tray. Including a gas extraction port to exhaust gas,
The reaction tank according to claim 1, wherein the stack includes a plurality of lower scrapers and trays below the gas extraction chamber, and no gas extraction chamber is provided between the lower scrapers and trays.
シャフトが、反応槽の外部のモーター駆動システムに接続するように構成された断熱上部カップリングを含む請求項1に記載の反応槽。   The reaction vessel according to claim 1, wherein the shaft includes an adiabatic upper coupling configured to connect to a motor drive system external to the reaction vessel. スクレーパー及びトレイのそれぞれが共に固定され、固定されたトレイアセンブリ及びスクレーパー装置が反応槽のシャフトと同軸である請求項1又は2に記載の反応槽。   The reaction vessel according to claim 1 or 2, wherein each of the scraper and the tray is fixed together, and the fixed tray assembly and the scraper device are coaxial with the shaft of the reaction vessel. トレイのそれぞれが互いに同軸で同一の広がりを有し、スクレーパーのそれぞれが互いに同軸で同一の広がりを有し、かつトレイ及びスクレーパーが同軸である請求項1〜3のいずれか一項に記載の反応槽。   The reaction according to any one of claims 1 to 3, wherein each of the trays is coaxial and has the same spread, each of the scrapers is coaxial and has the same spread, and the tray and the scraper are coaxial. Tank. 気体抽出チャンバの下方に隔離プレートをさらに含み、
隔離プレートが、トレイと同軸で同一の広がりを有するとともに、壁付きシュートを含み、その壁付きシュートが、気体抽出チャンバを通って隔離プレートの直下にあるスクレーパーまで延在している請求項1〜4のいずれか一項に記載の反応槽。
Further comprising an isolation plate below the gas extraction chamber;
The isolation plate is coaxial with and coextensive with the tray and includes a walled chute, the walled chute extending through the gas extraction chamber to a scraper directly below the isolation plate. The reaction tank according to any one of 4.
隔離プレートの直下、かつ隔離プレートの直下のスクレーパーの上方に、反応槽の壁に入口ノズルを有し、酸素欠乏乾燥気体を受け入れる気体分配チャンバがある請求項5に記載の反応槽。   The reaction vessel according to claim 5, wherein there is a gas distribution chamber directly below the isolation plate and above the scraper immediately below the isolation plate, having an inlet nozzle on the reaction vessel wall and receiving oxygen-deficient dry gas. 焙焼気体排気出口が、単一の出口であり、この単一の入口を介して、バイオマス出口を通ってバイオマスと共に流れる気体を除いて、実質的に焙焼気体が反応槽から排気される請求項1〜6のいずれか一項に記載の反応槽。   The roasting gas exhaust outlet is a single outlet, through which the roasting gas is substantially exhausted from the reaction vessel except for the gas flowing with the biomass through the biomass outlet. Item 7. The reaction tank according to any one of Items 1 to 6. バイオマスの堆積物の上部表面よりも低い高さにおける反応槽の外壁に、酸素欠乏気体入口ノズルをさらに含む請求項1〜7のいずれか一項に記載の焙焼反応槽。   The roasting reaction tank according to any one of claims 1 to 7, further comprising an oxygen-deficient gas inlet nozzle on an outer wall of the reaction tank at a height lower than an upper surface of the biomass deposit. 積み重ねられたトレイを有する焙焼反応槽を使用するバイオマスの焙焼のための方法であって、この方法は、
バイオマス材料が反応槽内のトレイの垂直スタックの上部トレイ上に堆積するように、バイオマスを反応槽の上部入口に供給すること;
バイオマスをそれぞれのトレイの開口を通過させて、バイオマスを下部トレイ上に堆積させることによって、バイオマスをトレイを通して順次落下させること;
バイオマスが積み重ねられたトレイのそれぞれを回るように移動するときに、バイオマス材料を反応槽に注入された酸素欠乏気体を用いて加熱すること;
バイオマスが積み重ねられたトレイの上部トレイにおいて乾燥されているときに、上部トレイ上のバイオマスを通過させた水分を含む気体を、その上部トレイのそれぞれの直下において抽出すること;
積み重ねられたトレイの下部トレイにおいてバイオマスが焙焼を行っているときに、バイオマスが積み重ねられたトレイから反応槽内のバイオマスの堆積物に落下するまで、バイオマスと共に気体を保持すること;
バイオマスの焙焼によって揮発した有機化合物を含む気体を、積み重ねられたトレイとバイオマスの堆積物との間の高さにある反応槽の気体出口から抽出すること;及び
焙焼済みバイオマスを焙焼反応槽の下部出口から排出すること
を含むことを特徴とする方法。
A method for biomass roasting using a roasting reactor with stacked trays, the method comprising:
Feeding biomass to the upper inlet of the reactor so that the biomass material is deposited on the upper tray of the vertical stack of trays in the reactor;
Sequentially dropping the biomass through the trays by passing the biomass through the opening in each tray and depositing the biomass on the lower tray;
Heating the biomass material with oxygen-deficient gas injected into the reaction vessel as it travels around each of the stacked trays of biomass;
Extracting the moisture-containing gas that has passed the biomass on the upper tray directly under each of the upper trays when the biomass is dried in the upper tray of the stacked trays;
When the biomass is roasting in the lower tray of the stacked trays, hold the gas along with the biomass until the biomass falls from the stacked trays into the biomass deposits in the reactor;
Extracting gas containing organic compounds volatilized by roasting of biomass from the gas outlet of the reaction vessel at a height between the stacked trays and biomass deposits; and roasting reaction of roasted biomass Draining from the lower outlet of the tank.
抽出された気体を反応槽から循環させ、揮発した有機化合物を前記抽出された気体から除去して気体を浄化し、浄化された気体を積み重ねられたトレイの1つ以上に供給することをさらに含む請求項9に記載の方法。   Further comprising circulating the extracted gas from the reaction vessel, removing volatilized organic compounds from the extracted gas to purify the gas, and supplying the purified gas to one or more of the stacked trays. The method of claim 9. 気体を浄化することが、気体を冷却して、有機化合物を凝縮し、凝縮物を気体から分離することを含む請求項10に記載の方法。   The method of claim 10, wherein purifying the gas comprises cooling the gas, condensing the organic compound, and separating the condensate from the gas. バイオマスの供給及び焙焼済みのバイオマスの排出が連続的である請求項10又は11に記載の方法。   The method according to claim 10 or 11, wherein the supply of biomass and the discharge of roasted biomass are continuous. 酸素欠乏気体が窒素ガスを含む請求項8〜12のいずれか一項に記載の方法。   The method according to any one of claims 8 to 12, wherein the oxygen-deficient gas comprises nitrogen gas. 各トレイに対応させたスクレーパー装置によって、バイオマスを各トレイを回るように移動させることをさらに含む請求項8〜13のいずれか一項に記載の方法。   The method according to any one of claims 8 to 13, further comprising moving biomass around each tray by a scraper device corresponding to each tray. 酸素欠乏気体が少なくとも3バールゲージの圧力下で注入され、反応槽の内部が少なくとも3バールゲージの圧力下である請求項8〜14のいずれか一項に記載の方法。   The method according to any one of claims 8 to 14, wherein the oxygen-deficient gas is injected under a pressure of at least 3 bar gauge and the interior of the reaction vessel is under a pressure of at least 3 bar gauge. 積み重ねられたトレイアセンブリを有する焙焼反応槽を使用するリグノセルロース系バイオマスの焙焼のための方法であって、この方法は、
バイオマス材料が反応槽内部に垂直に積み重ねられた複数のトレイアセンブリの第1のトレイアセンブリ上に堆積するように、バイオマスを焙焼反応槽に連続的に供給すること;
バイオマスがトレイアセンブリ内の乾燥トレイを通って順次落下するときに、バイオマス材料を、閾値焙焼温度未満の温度で注入された酸素欠乏気体で加熱すること;
乾燥トレイのそれぞれを流れる気体を、気体が次の下部トレイ上のバイオマスに流れる前に反応槽から抽出すること;
バイオマスがトレイアセンブリ内の乾燥トレイよりも下方の焙焼トレイを通って順次落下するときに、バイオマス材料を、閾値焙焼温度よりも高い温度で注入された酸素欠乏気体で加熱して、焙焼トレイ上のバイオマスにおける焙焼反応を促進すること;
酸素欠乏気体及びバイオマスが複数の焙焼トレイを通過するときに、焙焼トレイを通過する酸素欠乏気体を反応槽内に含有させ、焙焼トレイを通過した酸素欠乏気体を反応槽から排気すること;及び
焙焼済みバイオマスを焙焼反応槽の下部出口から排出すること
を含むことを特徴とする方法。
A method for roasting lignocellulosic biomass using a roasting reactor with stacked tray assemblies, the method comprising:
Continuously supplying the biomass to the roasting reactor so that the biomass material is deposited on the first tray assembly of the plurality of tray assemblies stacked vertically inside the reactor;
Heating the biomass material with an oxygen-deficient gas injected at a temperature below a threshold roasting temperature as the biomass falls sequentially through the drying tray in the tray assembly;
Extracting the gas flowing in each of the drying trays from the reaction vessel before the gas flows to the biomass on the next lower tray;
As the biomass sequentially falls through the roasting tray below the drying tray in the tray assembly, the biomass material is heated with an oxygen-deficient gas injected at a temperature above the threshold roasting temperature and roasted. Promoting the roasting reaction in the biomass on the tray;
When oxygen-deficient gas and biomass pass through multiple roasting trays, oxygen-deficient gas that passes through the roasting tray is contained in the reaction tank, and oxygen-deficient gas that has passed through the roasting tray is exhausted from the reaction tank. And discharging the roasted biomass from the lower outlet of the roasting reactor.
閾値焙焼温度が230℃〜280℃の範囲である請求項16に記載の方法。   The method according to claim 16, wherein the threshold roasting temperature is in the range of 230C to 280C. 排気された気体を、揮発した有機化合物を除去することにより浄化し、浄化された気体を反応槽に供給することをさらに含む請求項16又は17に記載の方法。   The method according to claim 16 or 17, further comprising purifying the exhausted gas by removing a volatilized organic compound and supplying the purified gas to the reaction vessel. 気体の浄化が、気体を冷却して、有機化合物を凝縮し、凝縮物を気体から分離することを含む請求項18に記載の方法。   The method of claim 18, wherein purifying the gas comprises cooling the gas, condensing the organic compound, and separating the condensate from the gas. 酸素欠乏気体は実質的な割合の窒素ガスを含む請求項16〜19のいずれか一項に記載の方法。   20. A method according to any one of claims 16 to 19, wherein the oxygen-deficient gas comprises a substantial proportion of nitrogen gas. 各トレイに対応させたスクレーパー装置によって、バイオマスを各トレイを回るように移動させることをさらに含む請求項16〜20のいずれか一項に記載の方法。   21. The method according to any one of claims 16 to 20, further comprising moving biomass around each tray by a scraper device associated with each tray. バイオマスが反応槽内で15〜60分間保持される請求項16〜21のいずれか一項に記載の方法。   The method according to any one of claims 16 to 21, wherein the biomass is held in the reaction vessel for 15 to 60 minutes. 酸素欠乏気体が少なくとも3バールゲージの圧力下で注入され、反応槽の内部が少なくとも3バールゲージの圧力下である請求項16〜22のいずれか一項に記載の方法。
23. A method according to any one of claims 16 to 22 wherein the oxygen-deficient gas is injected under a pressure of at least 3 bar gauge and the interior of the reaction vessel is under a pressure of at least 3 bar gauge.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120138446A1 (en) * 2010-03-23 2012-06-07 Dana Todd C System for conveying hydrocarbonaceous material in a retort structure
US20120141947A1 (en) * 2010-03-23 2012-06-07 Dana Todd C Method for conveying hydrocarbonaceous material
US9062255B2 (en) * 2012-03-02 2015-06-23 Edward DEPOULI Biofuel pyrolysis device and methods of use thereof
US9175235B2 (en) 2012-11-15 2015-11-03 University Of Georgia Research Foundation, Inc. Torrefaction reduction of coke formation on catalysts used in esterification and cracking of biofuels from pyrolysed lignocellulosic feedstocks
US9562194B2 (en) * 2014-02-11 2017-02-07 Solex Thermal Science Inc. Torrefaction reactor
US9879193B2 (en) * 2014-07-31 2018-01-30 Arc Technologies Corporation System and method for converting biomass material into energy products
CN104194806B (en) * 2014-08-19 2017-05-03 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 Rotating bed pyrolyzing furnace and pyrolyzing method
WO2016046580A1 (en) 2014-09-23 2016-03-31 Bon Effice Sp. Z O.O. A device for treating materials; and an assembly, an installation and a method for conducting a torrefaction process
WO2016065477A1 (en) * 2014-10-29 2016-05-06 Gestion Viateur Girard Inc. Process for wood torrefaction, and construction material produced therefrom
CN105664825A (en) * 2016-03-09 2016-06-15 刘云海 Reaction still for agent production
US10221359B2 (en) * 2016-09-20 2019-03-05 Anthony Phan Biomass treatment process and apparatus
WO2023122817A1 (en) * 2021-12-29 2023-07-06 OCS IP Pty Ltd Continuous carbonisation system and methods therefor

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63150383A (en) * 1986-11-17 1988-06-23 ケイ − フューエル パートナーシップ Multistage furnace bed apparatus and heat-treatment method
JP2002180061A (en) * 2000-12-18 2002-06-26 Tokyo Yogyo Co Ltd Carbonization oven and carbonization oven unit
US20100083530A1 (en) * 2008-10-03 2010-04-08 Wyssmont Co. Inc. System and method for drying and torrefaction
US20100242351A1 (en) * 2009-03-27 2010-09-30 Terra Green Energy, Llc System and method for preparation of solid biomass by torrefaction
JP2013534272A (en) * 2010-08-17 2013-09-02 アンドリッツ・テクノロジー・アンド・アセット・マネージメント・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング Method and system for roasting lignocellulosic materials

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1145772A (en) * 1914-08-14 1915-07-06 Jackson E Josey Feed-cooler.
US2134229A (en) * 1934-10-20 1938-10-25 Gaston J Lipscomb Apparatus for drying vegetable fiber such as bagasse and the like
OA03094A (en) 1968-07-11 1970-12-15 P P I South African Pulp And P Improvements to the delignification and bleaching of cellulose pulps with gaseous oxygen.
US5500083A (en) 1994-02-01 1996-03-19 Kamyr, Inc. Method of feeding cellulosic material to a digester using a chip bin with one dimensional convergence and side relief
US5584127A (en) * 1995-03-09 1996-12-17 Robert T. Johnson Solar fruit dryer
US7942942B2 (en) * 2006-05-21 2011-05-17 Paoluccio John A Method and apparatus for biomass torrefaction, manufacturing a storable fuel from biomass and producing offsets for the combustion products of fossil fuels and a combustible article of manufacture
BRPI0808487A2 (en) * 2007-03-14 2014-07-15 Desmet Ballestra North America Inc IMPROVED FOOD DRYER / COOLER.
US8449724B2 (en) 2009-08-19 2013-05-28 Andritz Technology And Asset Management Gmbh Method and system for the torrefaction of lignocellulosic material

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63150383A (en) * 1986-11-17 1988-06-23 ケイ − フューエル パートナーシップ Multistage furnace bed apparatus and heat-treatment method
JP2002180061A (en) * 2000-12-18 2002-06-26 Tokyo Yogyo Co Ltd Carbonization oven and carbonization oven unit
US20100083530A1 (en) * 2008-10-03 2010-04-08 Wyssmont Co. Inc. System and method for drying and torrefaction
US20100242351A1 (en) * 2009-03-27 2010-09-30 Terra Green Energy, Llc System and method for preparation of solid biomass by torrefaction
JP2013534272A (en) * 2010-08-17 2013-09-02 アンドリッツ・テクノロジー・アンド・アセット・マネージメント・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング Method and system for roasting lignocellulosic materials

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