JP2018525595A - 有機質起源および／または無機質起源を有する小片の木くず、木材チップ、または他の固形の材料の処理および乾燥のための方法およびプラント - Google Patents

Abstract

有機質起源および／または無機質起源を有する小片の木くず、木材チップ、または他の固形の材料を乾燥するプロセスおよびプラントであって、−第１の乾燥ステップで、材料が第１の予熱された乾燥用ガスを用いて予乾燥され、−第２の乾燥ステップで、第１の乾燥ステップからの乾燥された材料が、第２の予熱された乾燥用ガスを用いて乾燥され、−周囲空気が加熱され、第２の予熱された乾燥用ガスとして第２の乾燥ステップに供給され、−第２の乾燥ステップからの乾燥された材料が、冷却用ガスを用いて冷却され、−材料を冷却することにより加熱された冷却用ガス、および／または第２の乾燥ステップで冷却された第２の乾燥用ガスが、第１の乾燥用ガスとして第１の乾燥ステップに供給される。【代表図】図２Ａ

Description

本発明は、有機質起源および／または無機質起源を有する小片の木くず、木材チップ、または他の固形の材料を乾燥させるための方法およびプラントに関する。この材料は、複数の固体粒子からなり、注入可能である。これらはまた、ばら材料やパイルと呼ばれる。本発明による方法および本発明によるプラントは、特に、有機質起源および／または無機質起源を含む小片の材料から、木質ペレットまたは他の固形顆粒を産生する方法およびプラントでの使用に適している。

木質ペレットは、のこぎり、またはかんなによる木屑、木材チップ、木材シュレッダー材料、または他の副産物、あるいは材木・森林産業の廃棄物からなるロッド形の顆粒である。有機質起源および／または無機質起源を含む小片の材料でできている他の固形顆粒は、わら、ヒマワリの種殻、オリーブのくぼみ、オリーブの押圧絞り滓、米の外殻、農業産業からの肉や魚や他の生物源残余物からの廃棄物、種々の組合せおよび比率での無機質成分が追加された肉、魚、または、とりわけ食品産業からたとえば作られることが可能である。木質ペレットの製造では、特に乾燥によって、適宜、浸軟および調質にもよって、供給された材料が造粒されるように調製される。このペレットは、調製された材料から押圧される。このために、望まれるペレット径に応じた穴を備えたダイスで圧縮するエッジランナー・プレスがたとえば使用される。材料に含まれるリグニンは、調製時あるいは押圧時にそれぞれの加熱によって放出され、個々の木材粒子を互いに結合させる。さらに、粒状材料に接着剤を加えて粒子を接合させることが知られている。ダイから出した後に、ナイフが所望の長さにペレット・ストランドを切断する。ついで、ペレットが冷却され、それによって、固化する。

独国公開特許第１０ ２０１３ ２２４ ２０４Ａ１号は、より少ない労力で搬送することができ、設置でき、異なる場所へ移動でき、エネルギが最適化された動作を可能にする、木質ペレット等の固形顆粒を生産するプラントを作成することである。このプラントは、プラントの少なくとも大部分に対してモジュールのように組立て可能な個々の搬送可能な容器に少なくとも部分的に配置される。ここでは、ダクト・クーラとして設計された少なくとも冷却装置が、容器内に完全に配置されている。添加する装置、調製する装置、乾燥する装置、押圧する装置、冷却する装置、および排出する装置のうちの少なくとも１つが、鉛直な縦軸を備えた容器に配置される。例示的な実施形態では、ドライヤがベルトドライヤであり、中間貯蔵用の貯蔵サイロがドライヤの下流側に配置されている。貯蔵サイロから、材料が乾式粉砕機へ運搬され、そこで材料が最適の粒径に粉砕される。

ベルトドライヤで乾燥する間、加熱された空気がベルトを交差した後の雰囲気およびその上の乾燥用材料に放出されるという事実のために、熱損失が生じる。乾燥が不均一に行われるので、最上層のみがたいていの場合研磨され、その下の層は乾燥に戻される。強力なベンチレータを操作するエネルギ損失が、高い熱損失に加算される。

ドラム乾燥器での乾燥もまた、知られている。これらはバーナで動作するが、バーナは、たとえば４００度の極めて高温まで加熱ガスを加熱する。廃熱温度はなお、たとえば９０度の高温であり、使用されない。揮発性有機化合物（ＶＯＣ）およびリグニンが木材粒子から浸出されることはまた、不利である。これによって、材料品質が低減する。リグニンは、造粒中に接着剤として存在しない。

独国特許第１０ ２００６ ０６１ ３４０ Ｂ３号は、添加し、乾燥し、押圧し、排出するための少なくとも１つの組立モジュールを備えた木材ペレットを生産する装置を記載している。組立モジュールは、国際標準の容器（１２フィートから２０フィートの容器）内のそれぞれが機能的アセンブリの垂直配列で導入される。水平および／または垂直の列を形成する複数の容器が電気および／または空気媒体線によって互いに接続され、容器のうちの１つは局所的に利用可能な媒体源に連結可能である。準備された組立モジュールから成るプラントを、容易にかつ迅速に組立てることは有利である。

このプラントは、互いに水平方向に設定された２つの容器にわたって延びる木くず用の垂直乾燥ダクトを含むドライヤを備える。木くずが頂部で乾燥ダクトに入り、底端部で再び出る。ベンチレータおよび熱交換器が、乾燥ダクトの両面に配置されており、木くずを確実に脱湿させる。上側ベンチレータが、上側熱交換器により加熱された空気を乾燥ダクトを通して吸引し、下側ベンチレータが、下側熱交換器により加熱された空気を乾燥ダクトを通して反対方向に吸引する。これによって、高スループットが達成されることとなる。乾燥ダクトを通って吸引された乾燥用空気が、周囲に放出される。異なるスループットに対するドライヤの調整に関して、自由度は低い。

このことに基づいて、本発明の目的は、改良されたエネルギ効率および高自由度を備えた、有機質起源および／または無機質起源を有する小片の木くず、木材チップ、または他の固形物を乾燥する方法およびプラントを生成することである。

本目的は、請求項１の特徴を有する方法により解決される。この方法の有利な実施形態は、従属請求項に引用されている。

有機質起源および／または無機質起源を有する小片の木くず、木材チップ、または他の固形の材料を乾燥させるための、本発明による方法が、以下のステップを含む：
−第１の乾燥ステップで、材料が第１の予熱された乾燥用ガスを用いて予乾燥され、
−第２の乾燥ステップで、第１の乾燥ステップからの乾燥された材料が、第２の予熱された乾燥用ガスを用いて乾燥され、
−周囲空気が加熱され、第２の予熱された乾燥用ガスとして第２の乾燥ステップに供給され、
−第２の乾燥ステップからの乾燥された材料が、冷却用ガスを用いて冷却され、
−材料を冷却することにより加熱された冷却用ガス、および／または第２の乾燥ステップで冷却された第２の乾燥用ガスが、第１の乾燥用ガスとして第１の乾燥ステップに供給される。

本発明の方法の場合、周囲空気を加熱するエネルギの反復利用によって、エネルギが節約される。このために、第２の乾燥用ガスが、第２の乾燥ステップで冷却された後に第１の乾燥ステップでも使用され、かつ／または、材料内で結合された熱エネルギが、第１の乾燥ステップにおいて乾燥のために使用される。乾燥用ガスは、好ましくは空気、または燃焼ガスと空気の混合物である。

本発明の好ましい実施形態によると、第３の乾燥ステップで、第２の乾燥ステップからの乾燥された材料が、第２の予熱された乾燥用ガスを用いて乾燥され、第３の乾燥ステップで周囲空気の温度を超える温度に冷却された第２の予熱された乾燥用ガスが、第２の乾燥ステップに供給される。本実施形態では、第２の予熱された乾燥用ガスのエネルギが、第３の乾燥ステップおよび第２の乾燥ステップに使用され、エネルギ効率がさらに向上する。第２の乾燥ステップからの乾燥された材料が、第３の乾燥ステップを通過した後にのみ、冷却用ガスにより冷却される。

さらに、本発明は、材料が３つを超える乾燥ステップを通過する実施形態を含む。第２の予熱された乾燥用ガスが、まずはそれぞれの最後の乾燥ステップに使用され、周囲温度を超える温度に冷却された後で、少なくとも１つの一次側の乾燥ステップに使用されるのが好ましい。

さらなる実施形態によると、第１の乾燥ステップまたは第２の乾燥ステップからの乾燥された材料が休止期間を受け、ここでは、材料の粒子中の含水率がある程度均一化されており、休止期間が終了した後、材料が第２の乾燥ステップまたは第３の乾燥ステップで乾燥する。休止期間は、好ましくは半時間から２時間であり、さらに好ましくは１時間から１時間半であるが、この休止期間中、粒子の中心から表面まで水分が移動するように、粒子の断面の含水率がある程度均一化される。これによって、次の乾燥ステップの効率が向上する。

さらなる実施形態によると、第１の乾燥ステップからの乾燥された材料、または第２の乾燥ステップからの乾燥された材料が浸軟され、ついで第２の乾燥ステップまたは第３の乾燥ステップに供給される。材料の浸軟によって、次の乾燥がより効率的に実行可能となるように、表面上の粒子内の湿度が除去される。

さらなる実施形態によると、乾燥された材料が２つの乾燥ステップ間で浸軟され、休止期間を受ける。この浸軟および休止期間は、任意の順番で行われてもよい。好ましくは、粒子は、まず浸軟され、ついで休止期間を受ける。好ましくは、乾燥された材料は同じ乾燥ステップ間で浸軟され、休止期間を受ける。本発明は、浸軟が休止期間とは異なる２つの乾燥ステップで行われる設計をさらに備える。

さらなる実施形態によると、第１の乾燥ステップから、および／または第２の乾燥ステップからの冷却加湿された乾燥用ガスが、周囲に放出される。本実施形態では、大部分が冷却された乾燥用ガスが周囲に放出される。

さらなる実施形態によると、第２の乾燥ステップからの冷却加湿された乾燥用ガスが乾燥され、乾燥された乾燥用ガスが、周囲空気と混合されて、第２の乾燥用ガスとして第２の乾燥ステップまたは第３の乾燥ステップに供給される。本実施形態では、第２の乾燥ステップからの乾燥用ガスの残りの熱エネルギが、周囲空気の加熱に使用される。

さらなる実施形態によると、第２の乾燥ステップからの乾燥用ガスの乾燥によってもたらされる凝縮水がヒートポンプに供給され、このヒートポンプによって温度レベルが上昇した熱が、周囲空気を加熱するのに使用される。これによって、乾燥用空気中の水に結合したエネルギはまた、この処理のために取り戻され、エネルギ効率がさらに向上する。

さらなる実施形態によると、第３の乾燥ステップからの冷却された第２の乾燥用ガスの一部が加熱された冷却用ガスと混合され、第１の乾燥用ガスとして第１の乾燥ステップに供給される。これによって、第２の乾燥用ガスの熱エネルギの使用がさらに向上する。

さらなる実施形態によると、周囲空気および／または乾燥した乾燥用ガスが、熱交換器を用いて、かつ／または熱バーナを用いて加熱される。一実施形態によると、熱交換器が、ヒートポンプにより供給されるエネルギを用いて、および／または製造工程からの廃熱によって、および／またはブロック熱および電力プラントからの熱によって、作動する。熱バーナを使用すると、この方法または別の化石燃料からの木材ダストまたは木材ペレットを使用できる。熱バーナの使用には、乾燥用ガスが高百分率の加熱用ガスを有するという利点があり、それによって、加熱用ガスの酸素含有量が大幅に減少した結果として、可燃性であるか易可燃性の材料の燃焼リスクが減少する。

さらなる実施形態によると、第１の乾燥ステップ、および／または第２の乾燥ステップ、および／または第３の乾燥ステップが、材料が垂直の乾燥路を上から下まで通過し、かつ乾燥用ガスが乾燥路を通って逆流して案内されるように行われ、乾燥路が個々の区画に再分割され、それを通って乾燥路のある区画に横方向に案内される乾燥用ガスの質量流量が調整可能である。これによって、より大きいかより小さな乾燥用ガスの体積流量を、乾燥路を通して乾燥路の異なる部分区画に向けることができる。このことによって、それぞれで使用する材料の調整が可能になる。目の粗い材料（木材チップなど）の場合、乾燥路を通過させながら、乾燥用ガスを比較的高速で繰り返し偏向させることが有利である。というのは、これによって、乾燥が行われ、より粒の大きい材料が乾燥路から側方に放出されにくいからである。これに対して、より細かい材料（削りくずなど）の場合、乾燥ダクトを通過するときには、あまり頻繁に偏向せず、したがって乾燥用ガスの流速がより低速であることが有利となり得る。

さらなる実施形態によると、周囲空気が加熱され、ここでは周囲空気は４つの熱交換器のボックス状の垂直配置によって、主に水平方向のファンにより吸引され、熱交換器を通過しながら加熱され、ついで熱交換器の下に配置されているファンによって、垂直方向に吸上げられ、それによって、第２の乾燥ステップまたは第３の乾燥ステップに供給される。これによって、高い熱移動能力に到達し、それによって、この方法を実行する装置に必要とされる空間量が低くなる。

さらに、本目的は、請求項１から１１のうち１つによる方法のステップを実行する手段を備えたプラントにより解決される。

さらに、本目的は、請求項１２の特徴を有するプラントにより解決される。このプラントの有利な実施形態は、従属請求項に明記されている。

請求項１から１１のうちの一項に記載の方法を行うのに適している、有機質起源および／または無機質起源を有する小片の木くず、木材チップ、または他の固形の材料を乾燥させるための、本発明によるプラントが、以下のステップを含む：
−第１の予熱された乾燥用ガスを用いて第１の乾燥ステップでの材料を予乾燥させるように設計されている、第１の乾燥部、
−第２の予熱された乾燥用ガスを用いて第１の乾燥装置からの乾燥された材料を乾燥させるように設計されている、第２の乾燥部、
−周囲空気を加熱し、この周辺空気を第２の乾燥部用の第２の予熱された乾燥用ガスとして供給するように設計されている、ガス調製部（ガス加熱部）、
−冷却用ガスを用いて第２の乾燥ステージから乾燥された材料を冷却するように設計されている、冷却部、
−冷却部で加熱された冷却用ガス、および／または第２の乾燥部で周囲温度を超える温度に冷却された第２の乾燥用ガスを、第１の乾燥部の第１の乾燥用ガスとして供給する、管路。

このプラントは、最初に述べられた方法の実現の好ましい形態であり、そのエネルギ性での利点を有する。

好ましい実施形態によると、第３の乾燥部が存在する。この第３の乾燥部は、第３の乾燥ステップで第２の予熱された乾燥用ガスを用いて第２の乾燥部からの材料を乾燥するように設計され、周囲温度を超える温度に冷却された第２の乾燥用ガスを第２の乾燥ステージに供給する。これは、プラントのエネルギ効率をさらに向上させる。

さらなる実施形態によると、プラントが休止用容器を備え、第１の乾燥ステップからの、または第２の乾燥ステップからの乾燥された材料が、休止期間を休止用容器内で受けるように設計され、材料の粒子内の含水率がある程度均一化され、この材料は、休止期間を受けた後で、第２の乾燥ステップまたは第３の乾燥ステップでさらに乾燥するように供給される。これによって、乾燥の効率がさらに向上する。

さらなる実施形態によると、プラントが浸軟装置を備え、浸軟装置は、第１の乾燥部または第２の乾燥部からの乾燥された材料を浸軟するように設計され、その材料を第２の乾燥部または第３の乾燥部で乾燥するために供給するように設計されている。これによって、乾燥の効率がさらに向上する。

好ましい実施形態によると、乾燥用プラントが、概して任意の順番で、休止用容器ならびに浸軟装置の両方を備える。しかしながら、材料は、休止用容器の前に浸軟装置を通過するのが好ましい。さらに、浸軟装置は、休止用容器とは異なる２つの乾燥部の間に配置されてもよい。

さらなる実施形態によると、第１の乾燥部、および／または第２の乾燥部が、冷却加湿された乾燥用ガスを放出するための周囲への出口を備える。第１の乾燥部および／または第２の乾燥部の乾燥用ガスが低温であるため、乾燥用ガスはなお、エネルギが低く周囲に放出可能である。

さらなる実施形態によると、プラントがガス乾燥部を備え、ガス乾燥部は、第２の乾燥部からの冷却加湿された乾燥用ガスを乾燥し、そのガスを周囲空気と混合するために調製部に供給するように設計されている。これによって、第２の乾燥部からの冷却された乾燥用ガスからの熱エネルギが、周囲空気を加熱するのに使用可能である。

さらなる実施形態によると、プラントがヒートポンプを備え、このヒートポンプは、ガス乾燥部で完全に凝縮された水の熱を上昇した温度レベルにまで高めて、周囲空気を加熱するためにその熱をガス調製部に供給するように設計されている。このことによって、プラントのエネルギ効率がさらに増加する。

さらなる実施形態によると、第３の乾燥部からの冷却された第２の乾燥用空気を、冷却部からの加熱空気と混合し、それを第１の乾燥用空気として第１の乾燥部に供給するために、第３の乾燥部がある管路を介して冷却部と第１の乾燥部との間の管路に接続されている。

さらに、本目的は、特に請求項１２から１９のうちの一項に記載の、有機質起源および／または無機質起源の小片中の木くず、木材チップ、または他の固形の材料を乾燥させるためのプラントにより解決され、このプラントは以下を備える：加熱された乾燥用ガスを生成するためのガス調製部（ガス加熱部）を有し、このガス調製部（ガス加熱部）は、熱交換器が４つの垂直の側壁の底端部からある距離をおいて配置されていて、それぞれが水平方向にガス透過性である、矩形のハウジングと、ハウジングにある、頂面の吸気口および管路を介して乾燥部と接続されている排気口を備え、熱交換器の下に配置されているファン。ガス調製部は、最小の空間要件で高い熱移動が可能となる。

好ましい実施形態によると、ガス調製部の各熱交換器が、レジスタおよびレジスタ内側のチューブ・バンドルを備える。このことは、吸引された乾燥用ガスをエネルギ的に有益な予加熱および後加熱するのに有利である。チューブ・バンドルは、好ましくは、すべての熱交換器の構成部品でもある。

さらに、本目的は、特に請求項２２の特徴を備えた、有機質起源および／または無機質起源を有する小片の木くず、木材チップ、または他の固形の材料を乾燥させるためのプラントによって解決される。このプラントの有利な実施形態は、従属請求項に明記されている。

特に請求項１２から２１のうちの一項に記載の、有機質起源および／または無機質起源の小片中の木くず、木材チップ、または他の固形の材料を乾燥させるためのプラントが、乾燥ダクトの両側に少なくとも１つの垂直乾燥ダクトと垂直ガスダクトとを備える乾燥部を備え、乾燥ダクトとガスダクトとの間のダクト壁が穿孔されており、乾燥ダクトは、頂部に乾燥する材料用の入口と、底部に乾燥した材料用の出口とを有し、ガスダクトのうちの少なくとも１つが底部に吸気口を有し、ガスダクトのうちの少なくとも１つが頂部に排気口を有し、調節可能な通路断面を備えた水平方向の遮断装置がガスダクト内に配置されている。

乾燥部の場合、通路断面が最大開口設定値から最大閉止設定値まで可変である。通路断面は、好ましくは、最大閉止位置と最大開口位置との間で無限に調節可能である。最大閉止位置では、好ましくは、遮断装置にあるかもしれない不可避の漏出を除いては、通路断面が完全に遮断されている。遮断装置を用いて、乾燥ダクトを通って遮断装置の下を横方向に偏向する乾燥用ガスの体積流量を調整することが可能である。遮断装置を用いて、乾燥ダクトを通る乾燥用ガスの流れる方向は、１つの方向とそれとは別の方向とで繰り返し変更可能である。遮断装置を調節することによって、乾燥ダクトの高い区画で乾燥用ガスの流速を調整することができる。これによって、乾燥部での乾燥が、乾燥される材料それぞれに対して柔軟に調整可能である。

さらなる実施形態によると、乾燥ダクトとガスダクトとの間のダクト壁が穿孔シートである。好ましい実施形態によると、上からの乾燥ダクトを通過する材料が壁の孔を通ってガスダクトに逃げないように、シートの孔が頂部で覆われている。

好ましい実施形態によると、乾燥ダクトとガスダクトとの間のダクト壁のうちの少なくとも１つが、垂直な案内装置上で側方に案内され、上端で変位装置に接続されている。この変位措置は、乾燥ダクトのダクト壁間にある材料ブリッジを破壊するために、ダクト壁を案内装置内で垂直方向に上下に変位させるように設計されている。これによって、乾燥する材料による乾燥ダクトの遮断を防ぐことができる。

さらなる実施形態によると、上端の両方のダクト壁が変位装置に接続されており、ここでは、変位装置が２つのダクト壁を反対方向に変位させるように同期化されている。これによって、乾燥ダクトのダクト壁間の材料ブリッジが特に効果的に破壊される。

さらなる実施形態によると、遮断装置が水平軸を中心に枢動可能な少なくとも１つの薄層をそれぞれ備えた薄層装置である。薄層を枢動させることによって、さまざまな通路断面が解放可能である。好ましくは、各遮断装置が、水平軸を中心に枢動可能ないくつかの平行な薄層を備える。

さらなる実施形態によると、乾燥ダクトが乾燥用ガスを供給するガスダクトの両側に配置されており、外部のガスダクトが各乾燥ダクトの外側に配置されている。これによって、効率の良い、特に簡潔な乾燥部の構成が実現される。

本発明によるすべてのプラントに関係するさらなる実施形態によると、少なくとも１つの構成部品が少なくとも１つの容器に配置されており、ここでは、容器がプラントの１つ以上の構成部品を全体的にあるいは部分的に収容する。この実施形態は特に設置しやすく、異なる場所での移動使用に適している。好ましくは、このプラントは、構成部品がいくつかの容器に全体的にあるいは部分的に配置されるように設計されるのが好ましく、これらの容器は組合せてプラントの少なくとも１つの主要部を形成してもよい。

本願に関する容器は、好ましくは、複数の開口壁と１つ以上閉止壁とを備えたフレーム構成である。フレーム構造は、好ましくは、国際標準化機構（ＩＳＯ）標準ＩＳＯ６６８：２０１３による、包装寸法、取り合い寸法や、段積み適性、運搬可能性、相互固定（ｆａｓｔｅｎｉｎｇ ａｍｏｎｇｓｔ ｅａｃｈ ｏｔｈｅｒ）などの特性を有する。容器は、好ましくは、自立型フレーム構造を有する。フレーム構造は、同時に、好ましくはプラントの１つ以上の構成部品の一体構造部である。構成部品またはそこにそれぞれ含まれる装置は、フレーム構造に恒久的に組入れられる。容器の実施形態は、好ましくは、たとえば荷重能力、フレーム強度、支柱の数およびタイプに関して、従来の標準容器の実施形態とは異なるものである。しかし、本発明の枠内で、従来の標準容器はまた、構成部品またはその部分を収容するのに概して使用可能である。

さらなる実施形態によると、ガス調製部および／または乾燥部が、垂直の容器に完全に、または部分的に配置されている。冷却部およびガス調製部の構造上の設計に関して、この実施形態は、特に効果的であり、省スペースである。

好ましい実施形態によると、プラントの１つの構成部品のうちの少なくとも１つの構造的要素が、容器の少なくとも１つ構造的要素である。好ましい実施形態によると、ガス調製部および／または乾燥部の少なくとも１つの構造的要素が、フレーム構造および／または容器の外板の構成部品である。ガス調製部および／または乾燥用部の少なくとも１つのフレーム部分または１つの外壁が、好ましくは構造的要素であり、これは同時に、少なくとも部分的に容器の外板の構成部品である。容器の外板の構成部品として、構造的要素は同時に、少なくとも部分的に容器の外板を形成する。

例示的実施形態の添付の図面を参照しつつ、本発明を以下にさらに説明する。

木材ペレットを生産するためのプラントの大まかな概略図である。 木材ペレットを生産するプラントの乾燥用プラントを示す第１の変型概略図である。 木材ペレットを生産するプラントの乾燥用プラントの第２の変型概略図である。 図２Ａのプラントの構成部品を設定する平面図である。 図２Ｂのプラントの構成部品を設定する平面図である。 側方から横方向に見た同じプラントのガス調製部の斜視図である。 図５Ａは、ガス調製部の垂直断面図であり、図５Ｂは、ガス調製部の水平断面図である。 同じプラントの乾燥部のＸ線画像での斜視図である。 同じ乾燥部の垂直断面図である。 図８Ａ、図８Ｂは、異なる遮断装置の設定を備えた同じ乾燥部の、それぞれ大まかな垂直方向の断面概略図である。

図１では、木材ペレットを生産するプラントの様々なモジュールが鎖線によって枠付けされている。好ましくは、モジュールが、プラントの構成部品を収容した１つ以上の容器からそれぞれなる。これは、本例ではモジュール１、２、５、６、８および９に該当する。モジュール３が、本発明による乾燥プラントを含み、モジュール４および７は、本例におけるサイロである。

おがくずや木材チップなどの素材がトラックで配送され、素材受取り部１１に搬入される。該当する場合には、素材は現場で品質あるいはそれぞれ性質によって分類されて貯蔵され、たとえばホイール・ローダを使用して適切な混合物でプラントに供給されてもよい。素材は、ふるい１２を用いてプラントに分留される。目の粗い破片は湿式パルプ製造機１３内で浸軟される。湿式パルプ製造機１３内で浸軟され、ふるい１４を通過した後、ふるい１２からの目の細かい破片とともに、目の細かい破片もまたバッファ・計測タンク１５に加えられる。

これに続いて、乾燥プラント１６で乾燥され、ついで、貯蔵サイロ１７で中間貯蔵される。次に、乾式粉砕機１８へ測定運搬され、そこで材料が最適の粒径に細断される。その後、材料はコンディショナー１９での押圧用に準備される。接着剤が供給されてもよいミキシング・ウォームギア２０を通過した後に、準備された素材がプレス１１に入る。

プレス２１での押圧プロセスに続いて、高温のペレットはクーラ２２で冷却され、貯蔵サイロ２３へ導入されて貯蔵される。貯蔵サイロ２３で貯蔵された後、ペレットは、包装プラント２４で小さな包装にされ、あるいは、積込みプラント２５でバルク材料として直接積込まれる。

２つの代替の乾燥用プラント１６を、図２Ａ、図２Ｂ、および図３Ａ、図３Ｂに基づいて説明する。図２Ａおよび図２Ｂでは、乾燥用ガスの温度が摂氏度で示され、材料の湿度をプラントの異なる位置で重量パーセントで示している。両代替実施形態では、温度が摂氏１０度で相対湿度が７０％の周囲空気がプラントに供給される。供給された材料は、含水率が４５重量パーセントであり平均粒径が３０ｍｍから５０ｍｍに及ぶ木材チップからなる。

両代替実施形態では、乾燥する材料は、第１の乾燥部１０１、第２の乾燥部１０２、中間パルプ製造機１０３、休止用容器１０４、第３の乾燥部１０５、および冷却部１０６を連続して通過する。

両代替実施形態では、周囲空気は、ガス調製部１０７で加熱され、第２の予熱された乾燥用ガスとして、第３の乾燥部１０５に供給される。第３の乾燥部１０５で材料を加熱することによって、周囲温度を超える温度に冷却された第２の乾燥用ガスは、第１の乾燥部１０１からこの乾燥用部まで供給された材料を乾燥させるために、第２の乾燥部１０２に供給される。

冷却部１０６は、第３の乾燥部１０５での乾燥中に加熱された材料を冷却するために、周囲空気と共に供給される。

冷却部１０６で加熱された周囲空気は、それに供給された材料を予乾燥するために、第１の乾燥用ガスとして第１の乾燥部１０１に供給される。

第１の乾燥部１０１において、予乾燥された材料は、第２の乾燥部１０２でさらに乾燥する。

第２の乾燥部１０２の後、水分を材料の表面に放出するために、材料が浸軟部１０３で浸軟される。ついで、液体が粒子の断面を通じて均一化されるように、材料はたとえば１時間から１時間半など特定の休止期間、休止用容器１０３に貯蔵される。

休止期間後、材料は、第３の乾燥部１０５で完全に乾燥する。最後に、材料は冷却部１０６で冷却される。

ついで、乾燥された材料は貯蔵サイロ１７に入る。

第１の乾燥部１０１で冷却された第１の乾燥用ガスは、周囲に放出される。図２Ａの代替案では、第２の乾燥部１０２で冷却された第２の乾燥用ガスが周囲に放出される。図２Ｂの代替案では、第２の乾燥部１０２で冷却加湿された第２の乾燥用ガスは、ガス乾燥部１０８に供給される。ガス乾燥部１０８では、たとえば水での噴霧によって、ガス温度が下降し、水蒸気凝縮が行われる。ガス乾燥部１０８の集水孔（ｓｕｍｐ）からの凝縮水は、熱エネルギを乾燥用ガスの調製に適した温度にするヒートポンプに供給されてもよい。ガス乾燥部１０８で乾燥された乾燥用ガスは、ガス調製部１０７の周囲空気と混合される。

図２Ａの代替案におけるガス調製部１０７は、熱交換器で動作する。この熱交換器は、たとえば１００度の温度の加熱媒体で供給され、たとえばこの加熱媒体は６０度で熱交換器を出る。第２の乾燥用ガスは、約８０度の温度にまで加熱される。図２Ｂでの代替は、バーナを有する。燃料は、たとえば、乾燥して微細に浸軟されたバイオマス（木材ダストなど）である。この設計は、外部の熱源（ＣＨＰ＝熱と電気の複合利用のプラント、プロセス廃熱など）がないか、あるいは不十分な設定および場所に特に適していて、好ましい。

バーナを備えたガス調製部１０７のさらなる利点は、操作安全性が改良されることである。というのは、ガス調製部１０７からの低酸素の排気ガスの使用によって、閉回路モードで仮想現実的に防火を実現するからである。ガス乾燥部１０８からの乾燥した乾燥用ガスを備えた高温燃焼ガス（約６００度から８００度など）が混合されて、所望の乾燥ガス温度（約１００度）の第２の乾燥用ガスを形成し、第３の乾燥ステージ１０５に供給されるように、燃料の完全燃焼に必要な空気量のみが供給される。最高で１２０度の温度に、好ましくは最高で１００度の温度にまで乾燥用ガスを加熱することによって、リグニンなど、木材ペレットの生産に重要である、少なくとも高エネルギの材料成分の揮発が減少する。低温の乾燥温度もまた、火災の危険性を減少させる。

ガス調製部１０７の例示的実施形態の構造および機能性が、図４および図５に基づいて説明されている。

ガス調製部１０７は、熱交換器２０３を備える矩形ハウジング２０１を有する。熱交換器２０３は、４つの垂直な側壁２０２の底端部からある距離をおいて配置され、それぞれが水平方向にガス透過である。各熱交換器は、板状のレジスタ２０４を含み、側壁２０２の開口部２０５に配置されている。さらに、熱交換器２０３は、チューブ・バンドル２０６を含み、垂直方向の巻軸を備えた、ら線状の渦巻き管コイルとして設計されている。

熱交換器２０３の下に、垂直方向の吸気口２０８およびハウジングの側壁を通る半径方向の排気口２０９を有するファン２０７が、ハウジング２０１内に配置されている。

ガス調製部１０７は容器２１０として設計されている、すなわち、標準容器の寸法を有する。側壁２０２は、容器外板の一体型部品である。修正フラップ２１１が、底部上の側壁の１つに存在する。

容器２１０は、水平方向に配列されて搬送可能である。作動中、容器２１０は図４に示す垂直配列を有する。

ファン２０７は、レジスタ２０４およびチューブ・バンドル２０６を通して加熱された周囲空気を吸引する。レジスタ２０４を通過すると、周囲空気は予め加熱され、チューブ・バンドル２０６を通過すると後加熱される。予熱された乾燥用ガスは、ガス調製部１０７から、たとえば第３の乾燥部に入る。

チューブ・バンドル２０６は、フィン・チューブ・バンドルとして好ましくは設計されており、第２の加熱ステージとしての役割をする。温水または別の適した液体／混合物がまず、チューブ・バンドル２０６を通過し、ついでレジスタ２０４を通過する。レジスタ２０４を通過した後、冷却された媒体が、還流として外部の熱源まで戻って流れる。

レジスタ２０４は、好ましくは薄層の熱レジスタである。ファン２０７は、たとえば半径方向のベンチレータまたは側面チャネルの圧縮機である。

ガス調製部１０７は、表面領域が特に良好に利用され、供給された熱の利用が向上する。そのうえ、上部領域に熱交換器２０３を配置することによって、床に渦巻く塵埃を備えたガス調製部１０７の汚れが低減する。このことによって、熱交換器２０３の効率が上がり、洗浄処理間隔が延長される。

図６から図８に基づいて、ダクト・ドライヤとして設計されている乾燥部１０１、１０２、１０５のうちの１つの構造および機能を説明する。

ダクト・ドライヤ１０１、１０２、１０５は、中央の垂直方向のガスダクト３０１と、ガスダクトの両側の乾燥ダクト３０２、３０３とを有する。ダクト・ドライヤは、乾燥ダクト３０２、３０３の両方の外側に外側ガスダクト３０４、３０５を有する。

ガスダクト３０１、３０４、３０５、および乾燥ダクト３０１、３０３は、穿孔シートとして好ましくは設計されている穿孔ダクト壁３０６、３０７、３０８、３０９によって、互いから分離している。

乾燥ダクト３０２、３０３、およびガスダクト３０１、３０４、３０５の断面はそれぞれ、主に矩形である。

調整可能な通路断面を備えた遮断装置３１０は、水平軸を中心に無限に回転可能な少なくとも１つの薄層３１１をそれぞれ有する薄層装置として設計されているが、ガスダクト３０１、３０４、３０５内に配置されている。この例では、遮断装置３１０ごとに３つの薄層３１１がある。

この例では、遮断装置３１０は、ダクト・ドライヤの高さ全体にほぼ均一に分布する３つの位置に垂直方向に配置されている。

乾燥用ガスは、入口管路３１２および分配漏斗３１３を介して、底部の中央のガスダクトに供給される。収集管路３１４、３１５が、外側ガスダクト３０４、３０５の上端部に存在し、これによって、加湿冷却された乾燥用ガスが排出管路３１６に入る。

乾燥する材料は、、たとえば垂直方向のウォームギヤ３１７として設計されている充填装置を介して供給される。底端部の近くで、ウォームギヤ３１７は、供給された材料を捕え、ダクト・ドライヤ１０１、１０２、１０５の上端部付近にまでそれを搬送する。そこで、材料が分配装置３１８に供給され、分配装置３１８は乾燥ダクト３０２、３０３両方の上端部に材料を供給する。

乾燥ダクト３０２、３０３のダクト壁３０６、３０７、３０８、３０９は、それらの垂直縁部の垂直案内装置上で案内される。頂部で、各ダクト壁３０６、３０７、３０８、３０９は、変位装置３１９と連結されており、たとえば数センチメートル（５〜１０ｃｍなど）の距離にわたり、ダクト壁を垂直に上下させるように設計されている。変位装置は、同じ乾燥ダクト３０２、３０３の範囲を決める壁を反対方向に変位させるように同期化されている。各変位装置３１９は、たとえば、油圧式変位装置、特に油圧式シリンダである。各変位装置３１９は、ガスダクト３０１、３０４、３０５に好ましくは配置されている。

溝付き床３２０が、各乾燥ダクト３０２、３０３の底端部に存在し、それを通して、乾燥材料が制御された方法で放出可能である。渦巻き形の床材３２１、３２２によって、放出された材料が収集排出渦巻き部３２３に案内される。

乾燥ダクトが乾燥される材料によって完全に充填され、フォールスエア（ｆａｌｓｅ ａｉｒ）が生じないように、乾燥ダクト３０２、３０３の補充が制御される。

材料が側方に通過できずガスダクト３０１、３０４、３０５に落下するように、ダクト壁３０６、３０７、３０８、３０９が穿孔されている。

乾燥用ガスは、入口管路３１２および分配漏斗３１３を通って中央のガスダクト３０１に入り、穿孔ダクト壁３０６、３０７、３０８、３０９を通り、乾燥ダクト３０２、３０３を通って横方向に流れる。乾燥用ガスは、外側のガスダクト３０４、３０５を通って収集管路３１４、３１５に入り、ついで、排出管路３１６により除去される。

乾燥ダクト３０２、３０３内の乾燥用ガスは、遮断装置３１０を用いて案内され分量される。これらは、多少開口していてもよい。これによって、材料特性（粒径、かさ密度など）および乾燥する材料の流速（毎時ｋｇ）に応じて、乾燥ダクト３０２、３０３の異なる高さ部を介して、乾燥用ガスの案内を設定することが可能である。

表面積が大きく空気抵抗が大きい、細かい穀粒の素材の場合、図８Ａに示すように、乾燥ダクト３０２、３０３の簡単な断面が有利となり得る。対応して空気抵抗が低い粗い穀粒の素材の場合、図８Ｂおよび図８Ｃに示すように、単一または複数の断面が有利となり得る。微粒子は、意図せずにガスダクト３０４、３０５に入るが、外側の乾燥ダクト３０４、３０５の底端部に設置されている渦巻き部３２４、３２５を用いて、分配可能である。

さらに、部分積込みモード中、または、プラントが時間毎の低アウトプット設定である場合、図８Ｂおよび図８Ｃによる乾燥用ガスの案内は有利である。それによって、３つの乾燥ステージの代わりに、２つの乾燥ステージを備えたプラントを設計することが可能である。

別の設計では、さらなる乾燥ダクトおよびガスダクトを備えたダクト・ドライヤ１０１、１０２、１０５を設計することによって、たとえば４重量パーセントまたは２重量パーセントなど、かなり低い含水率まで材料を乾燥することが可能である。

ダクト・ドライヤ１０１、１０２、１０５は、単一容器３２６内に好ましくは設計される。それによって、ダクト３０１〜３０５の外壁は、同時に、容器３２６の外板部分を形成する。図６から図８に示すように、この容器３２６は、水平方向に搬送可能であり、作動中は垂直に設定されている。

Claims (30)

1. 有機質起源および／または無機質起源を有する小片の木くず、木材チップ、または他の固形の材料を乾燥させるプロセスであって、以下のステップを含む、プロセス：
   −第１の乾燥ステップで、材料が第１の予熱された乾燥用ガスを用いて予乾燥され、
   −第２の乾燥ステップで、第１の乾燥ステップからの乾燥された材料が、第２の予熱された乾燥用ガスを用いて乾燥され、
   −周囲空気が加熱され、第２の予熱された乾燥用ガスとして第２の乾燥ステップに供給され、
   −第２の乾燥ステップからの乾燥された材料が、冷却用ガスを用いて冷却され、
   −材料を冷却することにより加熱された冷却用ガス、および／または第２の乾燥ステップで冷却された第２の乾燥用ガスが、第１の乾燥用ガスとして第１の乾燥ステップに供給される。
2. 第３の乾燥ステップで、第２の乾燥ステップからの乾燥された材料が、第２の予熱された乾燥用ガスを用いて乾燥され、第３の乾燥ステップで周囲空気の温度を超える温度に冷却された第２の予熱された乾燥用ガスが、第２の乾燥ステップに供給される、請求項１に記載のプロセス。
3. 第１の乾燥ステップまたは第２の乾燥ステップからの乾燥された材料が休止期間を受け、材料の粒子中の含水率がある程度均一化されており、休止期間が終了した後、材料が第２の乾燥ステップまたは第３の乾燥ステップで乾燥する、請求項１または２に記載のプロセス。
4. 第１の乾燥ステップからの乾燥された材料、または第２の乾燥ステップからの乾燥された材料が浸軟され、ついで第２の乾燥ステップまたは第３の乾燥ステップに供給される、請求項１から３のうちの一項に記載のプロセス。
5. 第１の乾燥ステップからの、および／または第２の乾燥ステップからの冷却加湿された乾燥用ガスが、周囲に放出される、請求項１から４のうちの一項に記載のプロセス。
6. 第２の乾燥ステップからの冷却加湿された乾燥用ガスが乾燥され、乾燥された乾燥用ガスが、周囲空気と混合されて、第２の乾燥用ガスとして第２の乾燥ステップまたは第３の乾燥ステップに供給される、請求項１から５のうちの一項に記載のプロセス。
7. 第２の乾燥ステップからの乾燥用ガスの乾燥によってもたらされる凝縮水がヒートポンプに供給され、このヒートポンプによって温度レベルが上昇した熱が、周囲空気を加熱するのに使用される、請求項１から６のうちの一項に記載のプロセス。
8. 第３の乾燥ステップからの冷却された第２の乾燥用ガスの一部が加熱された冷却用ガスと混合され、第１の乾燥用ガスとして第１の乾燥ステップに供給される、請求項１から７のうちの一項に記載のプロセス。
9. 周囲空気および／または乾燥した乾燥用ガスが、熱交換器を用いて、かつ／または熱バーナを用いて加熱される、請求項１から８のうちの一項に記載のプロセス。
10. 第１の乾燥ステップ、および／または第２の乾燥ステップ、および／または第３の乾燥ステップが、材料が垂直の乾燥路を上から下まで通過し、かつ乾燥用ガスが乾燥路を通って逆流して案内されるように行われ、乾燥路が個々の区画に再分割され、それを通って乾燥路のある区画に横方向に案内される乾燥用ガスの質量流量が調整可能である、請求項１から９のうちの一項に記載のプロセス。
11. 周囲空気が加熱され、ここでは周囲空気は４つの熱交換器のボックス状の垂直配置によって、主に水平方向のファンにより吸引され、熱交換器を通過しながら加熱され、ついで熱交換器の下に配置されているファンによって、垂直方向に吸上げられ、それによって、第２の乾燥ステップまたは第３の乾燥ステップに供給される、請求項１から１０のうちの一項に記載のプロセス。
12. 請求項１から１１のうちの一項に記載のプロセスを行うのに適している、有機質起源および／または無機質起源を有する小片の木くず、木材チップ、または他の固形の材料を乾燥させるためのプラントであって、以下を備えるプラント：
    −第１の予熱された乾燥用ガスを用いて第１の乾燥ステップでの材料を予乾燥させるように設計されている、第１の乾燥部（１０１）、
    −第２の予熱された乾燥用ガスを用いて第１の乾燥装置（１０１）からの乾燥された材料を乾燥させるように設計されている、第２の乾燥部（１０２）、
    −周囲空気を加熱し、この周辺空気を第２の乾燥部（１０２）用の第２の予熱された乾燥用ガスとして知用可能にするように設計されている、ガス調製部（１０７）、
    −冷却用ガスを用いて第２の乾燥部（１０２）から乾燥された材料を冷却するように設計されている、冷却部（１０６）、
    −冷却部（１０６）で加熱された冷却用ガス、および／または第２の乾燥部（１０２）で周囲温度を超える温度に冷却された第２の乾燥用ガスを、第１の乾燥部（１０１）の第１の乾燥用ガスとして供給する、管路。
13. 第３の乾燥部（１０５）を有し、前記第３の乾燥部は、第３の乾燥ステップで第２の予熱された乾燥用ガスを用いて第２の乾燥部（１０２）からの材料を乾燥するように設計され、周囲温度を超える温度に冷却された第２の乾燥用ガスを第２の乾燥部（１０２）に供給する、請求項１２に記載のプラント。
14. プラントが休止用容器（１０４），を備え、第１の乾燥ステップからの、または第２の乾燥ステップからの乾燥された材料が、休止期間を休止用容器内で受けるように設計され、材料の粒子内の含水率がある程度均一化され、この材料は、休止期間を受けた後で、第２の乾燥ステップまたは第３の乾燥ステップでさらに乾燥するように利用可能にされる、請求項１２または１３に記載のプラント。
15. プラントが浸軟装置を備え、浸軟装置は、第１の乾燥部（１０１）または第２の乾燥部（１０２）からの乾燥された材料を浸軟するように設計され、その材料を第２の乾燥部（１０２）または第３の乾燥部（１０５）で乾燥するために利用可能にするように設計されている、請求項１２から１４のうちの一項に記載のプラント。
16. 第１の乾燥部（１０１）、および／または第２の乾燥部（１０２）が、冷却加湿された乾燥用ガスを放出するための周囲への出口を有する、請求項１２から１５のうちの一項に記載のプラント。
17. プラントがガス乾燥部（１０８）を備え、ガス乾燥部（１０８）は、第２の乾燥部（１０２）からの冷却加湿された乾燥用ガスを乾燥し、そのガスを周囲空気と混合するためにガス調製部（１０７）に利用可能にするように設計されている、請求項１２から１６のうちの一項に記載のプラント。
18. プラントがヒートポンプを備え、このヒートポンプは、ガス乾燥部（１０８）で完全に凝縮された水の熱を上昇した温度レベルにまで高めて、周囲空気を加熱するためにその熱をガス調製部（１０７）に利用可能にするように設計されている、請求項１２から１７のうちの一項に記載のプラント。
19. 第３の乾燥部からの冷却された第２の乾燥用空気を、冷却部（１０６）からの加熱空気と混合し、それを第１の乾燥用空気として第１の乾燥部（１０１）に供給するために、第３の乾燥部（１０５）がある管路を介して冷却部（１０６）と第１の乾燥部（１０１）との間の管路に接続されている、請求項１２から１８のうちの一項に記載のプラント。
20. 有機質起源および／または無機質起源を有する小片の木くず、木材チップ、または他の固形の材料を乾燥させるためのプラントであって、加熱された乾燥用ガスを生成するためのガス調製部（１０７）を有し、このガス調製部（１０７）は、熱交換器（２０３）が４つの垂直の側壁（２０２）の底端部からある距離をおいて配置されていて、それぞれが水平方向にガス透過性である、矩形のハウジング（２０１）と、ハウジング（２０１）にある、頂面の吸気口（２０８）および管路を介して乾燥部と接続されている排気口（２０９）を備え、熱交換器の下に配置されているファン（２０７）と、を備える、特に請求項１２から１９のうちの一項に記載のプラント。
21. ガス調製部（１０７）の各熱交換器（２０３）が、レジスタ（２０４）およびレジスタ内側のチューブ・バンドル（２０６）を備える、請求項２０に記載のプラント。
22. 特に請求項１２から２１のうちの一項に小片中の木くず、木材チップ、または他の固形の材料を乾燥させるプラントであって、乾燥ダクト（３０２，３０３）の両側に少なくとも１つの垂直乾燥ダクト（３０２，３０３）と垂直ガスダクト（３０１，３０４，３０５）とを備える乾燥部（１０１，１０２，１０５）、を備え、乾燥ダクト（３０２，３０３）とガスダクト（３０１，３０４，３０５）との間のダクト壁（３０６〜３０９）が穿孔されており、乾燥ダクト（３０２，３０３）が、頂部に乾燥する材料用の入口と、底部に乾燥した材料用の出口とを有し、ガスダクト（３０１，３０４，３０５）のうちの少なくとも１つが底部に吸気口を有し、ガスダクトのうちの少なくとも１つが頂部に排気口を有し、調節可能な通路断面を備えた水平方向の遮断装置（３１０）がガスダクト（３０１，３０４，３０５）内に配置されている、プラント。
23. 乾燥ダクト（３０２，３０３）とガスダクト（３０１，３０４，３０５）との間のダクト壁が穿孔シートである、請求項２２に記載のプラント。
24. 乾燥ダクト（３０２，３０３）とガスダクト（３０１，３０４，３０５）との間のダクト壁（３０６〜３０９）のうちの少なくとも１つが、垂直な案内装置上で側方に案内され、上端で変位装置に接続されており、この変位措置は、ダクト壁（３０６〜３０９）を案内装置内で垂直方向に上下に変位させるように設計されている、請求項２２または２３に記載のプラント。
25. 上端の両方のダクト壁（３０６〜３０９）が変位装置に接続されており、変位装置が２つのダクト壁（３０６〜３０９）を反対方向に変位させるように同期化されている、請求項２４に記載のプラント。
26. 遮断装置（３１０）が水平軸を中心に枢動可能な少なくとも１つの薄層（３１１）をそれぞれ備えた薄層装置である、請求項２２から２５のうちの一項に記載のプラント。
27. 乾燥ダクト（３０２，３０３）が乾燥用ガスを供給するガスダクト（３０１）の両側に配置されており、さらなるガスダクト（３０４，３０５）が各乾燥ダクト（３０２，３０３）の外側に配置されている、請求項２２から２６のうちの一項に記載のプラント。
28. 少なくとも１つの構成部品が少なくとも１つの容器（２１０，３２６）に配置されており、容器がプラントの１つ以上の構成部品を全体的にあるいは部分的に収容する、請求項１２から２７のうちの一項に記載のプラント。
29. ガス調製部（１０７）および／または乾燥部（１０１，１０２，１０５）が、垂直の容器（２１０，３２６）に完全に、または部分的に配置されている、請求項１２から２８のうちの一項に記載のプラント。
30. ガス調製部および／または乾燥部の少なくとも１つの構造的要素が、同時に容器（２１０，３２６）の構造的要素である、請求項２８または２９に記載のプラント。

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