KR101671045B1 - 목재 조각을 건조하기 위한 목재 조각 건조 시스템 및 그와 관련된 목재 조각 건조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 노(12)와, 목재 조각(18)용 건조기(16) 및 건조기(16) 내로 배기 증기(34)의 재순환을 위한 재순환 장치(56)를 포함하는 목재 조각(18)을 건조하기 위한 목재 조각 건조 시스템에 관한 것으로, 상기 재순환 장치(56)는 배기 증기 가열기(42)를 갖추고, 목재 조각 건조 시스템(10)은 건조기(16) 내로 재순환하기 전에 배기 증기(34)에 존재하는 유기 화합물을 감소하도록 디자인된다. 배기 증기 가열기(42)는 건조기(16) 하류에 배열되고, 배기 증기(34)에 존재하는 적어도 대부분의 미립자를 산화시키기에 충분히 높은 온도로 배기 증기(34)를 가열하도록 디자인된 재생식 및/또는 촉매식 열 교환기를 포함한다.

Description

목재 조각을 건조하기 위한 목재 조각 건조 시스템 및 그와 관련된 목재 조각 건조 방법{WOOD CHIP DRYING SYSTEM FOR DRYING WOOD CHIP AND ASSOCIATED METHOD FOR DRYING WOOD CHIP}
본 발명은 목재 조각을 건조하기 위한 목재 조각 건조 시스템에 관한 것으로, 상기 목재 조각 건조 시스템은 노(furnace)와, 목재 조각용 건조기 및 건조기 내로 증기를 재순환하기 위한 재순환 장치를 구비하며, 상기 재순환 장치는 증기 가열기를 갖추고, 상기 목재 조각 건조 시스템은 증기를 건조기 내로 재순환하기 전에 증기에 존재하는 유기 화합물을 감소하도록 디자인된다.
제2형태에 따르면, 본 발명은 목재 조각을 건조하기 위한 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 (a) 노에서 건조기로 연도 가스(flue gas)를 전달하는 단계, (b) 증기가 얻어지도록 건조기로 목재 조각을 건조하는 단계, 및 (c) 적어도 일부의 증기를 건조기 내로 재순환하는 단계를 구비한다.
공지의 목재 조각 건조 시스템에 있어서, 목재 가루(wood dust)는 보통 노에서 연소된다. 발생되는 핫(hot) 연도 가스가 혼합 챔버로 라우트(route)되어 소위 백 증기(back vapor)라고도 부르는 증기와 혼합된다. 혼합으로 인해, 발생되는 건조 가스의 온도는 약 380℃ 내지 420℃로 떨어진다. 건조 가스는 목재 조각이 건조되는 건조기에 거의 공급된다.
발생되는 증기는 사이클론(cyclone)으로 전달되고 다음에 부분적으로 혼합 챔버 내로 재순환된다. 다음에 건조된 목재 조각은 접착제와 혼합되어 목재 보드에 압착된다. 이러한 타입의 목재 조각 건조 시스템의 단점은 목재 조각으로부터 생성된 목재 보드가 휘발성 유기물을 방출한다는 것이다.
또한 공지의 핫-가스 생성 및 목재 조각의 건조는 1차로 전용의 연소 공기 공급의 목재 가루가 연소 챔버에서 연소됨에 따라 이루어진다. 이러한 연소로부터의 약 900°(degree)의 연도 가스가 혼합 챔버로 들어가고, 백 증기, 즉 공지된 바와 같이 냉각을 위한 2차 공기 및 적절하다면 외부 핫 가스가 도입된다. 혼합 챔버에 있어서, 조각 건조기 내로 도입되는 건조 핫 가스는 필요한 조건(약 350~480℃의 온도, 전체 유량 및 수분 함량)으로 설정된다. 이런식으로 준비된 핫 가스 유량 또는 건조 공기 유량은 흡입 통풍 팬(suction draft fan)에 의해 건조기 드럼(drum)을 통해 흡입된다. 건조기 드럼에서, 목재 조각은 핫 가스와의 직접 접촉에 의해 건조된다. 흡입 통풍 팬은 건조 공정에 영향을 주는 전체 핫 가스 유량을 주로 사이클론 분리기로서 디자인되나 정전 습식 필터로도 디자인되는 필터 시스템으로 운반한다. 이러한 필터 시스템은 1차로 한정된 크기로 고체 미립자만을 분리한다. 이러한 필터 시스템의 상류 또는 하류, 지류의 소위 백 증기 유량은 상술한 혼합 챔버로 다시 전달된다.
목재 조각의 건조는 제품의 함수(조각 크기, 처리량, 수분 함량, 건조기 타입)로서 설정되어야 하는 일정한 온도, 에너지 및 유량의 평형 상태를 필요로 한다.
건조된 목재 조각은 건조기 드럼 하류로 분리되고, 접착제와 혼합되어 목재 보드로 압착된다. 이러한 타입의 목재 조각 건조 시스템의 단점은 목재 조각으로부터 생성된 목재 보드가 레진(resin) 및 테르펜(terpene)으로부터 야기되는 휘발성 유기물을 방출한다는 것이다.
목재 조각을 건조하기 위한 핫 가스는 목재 보드에 함유된 레진 및 테르펜을 일부 흡수한다. 이러한 목적을 위한 최선의 결과는 건조 핫 가스가 건조기의 입구에서 동일한 타입의 밸러스트(ballast) 물질에 자유로움에 의해 달성된다. 그러나, 건조기 입구에 핫 가스는 건조 공정에 이미 관여된 백 증기와 공지의 방법에 따라 혼합된다. 그에 따라, 혼합 유량에 의한 레진 및 테르펜의 흡수는 감소된다.
또한 폐회로로 완전히 증기를 라우트하는 것이 알려져 있는데, 즉 건조 핫 가스는 1차 연료의 연소로부터 배기 가스와 혼합된 증기로부터 완전히 생성된다. 에너지 한계면에서 방법을 향상시키기 위해, 증기가 연소 챔버 내로 일부 전달되고 여기서 약 850℃로 열적으로 처리된다. 또 다른 나머지 분율의 증기가 튜브 다발(tube bundle) 열 교환기를 통해 전달되고 여기서 약 380 내지 450℃로 가열되는 한편, 동시에 연소 챔버로부터의 핫 가스(50°)가 냉각된다. 열 교환기를 통해 가열된 증기는 온도 레벨로 인해 열적으로 처리되지 않는다. 튜브 다발 열 교환기에 의한 이러한 타입의 핫 가스 생성의 주요한 단점은 열 교환기 표면의 오염으로 인해 이용도가 낮다는 것이다. 증기의 일부만이 열 처리를 거친다. 1차 연료를 연소하기 위한 연소 공기는 외부에서 흡입된다. 그러한 방법의 열 효율성은 상대적으로 좋지 않다.
따라서, 폐회로로 완전히 증기를 라우트하는 것 또한 알려져 있는데, 즉 건조기에 전달된 건조 가스는 휘발성 화합물이 열적으로 산화되는 증기로부터 완전히 생성된다. 이러한 타입의 목재 조각 건조 시스템은 낮은 이용도를 갖는다는 것이 단점이다.
US 5,983,521에는 백 증기가 연소 챔버 내로 완전히 재순환되는 목재 조각 건조 시스템이 개시되어 있다. 에너지를 절약하기 위해, 백 증기는 노로부터 핫 가스가 공급되는 리큐퍼레이터(recuperator)를 통해 전달된다. 그에 따라 모든 백 증기는 연소 챔버에서 열적으로 처리된다. 이는 모든 백 증기가 노를 통해 완전히 라우트되기 때문에 노의 효율성이 떨어지는 단점이 있다.
쓰레기 건조 시스템이 DE 197 28 545 A1에 공지되어 있다. 목재 건조 시스템과 반대로, 수분 함량과 테르펜 및 미세 가루 함량은 쓰레기 건조 시스템에서 적절한 요소의 역할을 하지 못하고, 따라서 거기에 기술된 장치는 건조 목재 조각에 적절하지 않다. CH 133 536에는 다중스테이지 타입의 건조 시스템인 건조 벌크 제품을 위한 방법이 개시되어 있다. 그 공보에는 재생식 또는 촉매식 액티브 열 교환기를 기술하고 있지 않다.
DE 29 26 663에는 도입된 테르펜 및 물의 응축을 달성하기 위해 증기가 냉각되는 방법이 개시되어 있다. 이는 증기 이하로 냉각하기 위한 높은 비용이 든다는 단점이 있다.
WO 01/59381에는 증기의 일부가 연소 챔버 내로 재순환되는 목재 조각 건조 시스템이 개시되어 있다. 여기에서는 백 증기에 함유된 테르펜의 일부가 건조될 제품 상에 정착되어, 건조기를 떠난 후 목재 조각이 증가된 함량의 휘발성 유기 구성물을 갖는다.
따라서, 본 발명은 노가 특히 높은 효율성으로 동작될 수 있으면서 목재 조각이 특히 낮은 함량의 휘발성 유기 구성물을 갖는 목재 조각 건조 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 증기 가열기가, 건조기의 하류에 배열되고, 증기에 존재하는 적어도 대부분의 미립자가 산화되기에 충분히 높은 온도로 증기를 가열하도록 디자인된 재생식 및/또는 재생식/촉매식 열 교환기를 포함하는 포괄적인 목재 조각 건조 시스템에 의해 상기 문제를 해결한다.
제2형태에 따르면, 본 발명은 재생식 및/또는 촉매식 열 교환기의 건조기 내로 증기를 재순환하기 전에 증기에 존재하는 고체의 열 감소 단계를 포함하는 포괄적인 방법에 의해 문제를 해결한다.
더욱이, 본 발명에 따르면, 목재 보드는 본 발명에 따른 방법에 의해 생성된다.
본 발명의 장점은 증기에 존재하는 고체가 재생식 열 교환기에 의해 산화됨으로써, 이들 고체가 건조 가스에 풍부해질 수 없다는 것이다. 실제로 이는 그와 같은 고체, 예컨대 작은 목재 조각이 라인 또는 회복식 열 교환기에 쉽게 정착될 수 있어 작동 결함을 이끌 수 있다는 것을 보여준다.
본 발명의 또 다른 장점은 이러한 장점이 기존 목재 조각 건조 시스템의 비교적 작은 변경에 의해 달성될 수 있다는 것이다. 1차 연료의 최소 가능한 사용과 함께 경제적인 작동 모드의 특징 또한 본 발명의 기본이다. 본 발명은 조각의 건조 동안 또는 조각보드(chipboard) 및/또는 OSB 보드의 다음 생성 동안 포함되거나 또는 점착되는 오염물을 상당히 감소시킬 수 있다. 또한, 대기로 방출되는 배기 가스의 잔류 오염물에 의해 야기된 방출이 크게 감소된다.
본 발명의 장점은, 열적 재생식 열 교환 시스템에 의해 연소가능한 고체 및 증기에 존재하는 탄화수소의 산화의 결과로, 방출되는 레진 및 테르펜에 따라 건조기 내로 도입된 핫 가스의 흡수 용량이 증가되고, 그에 따라 건조된 목재 조각 상의 잔류 로드(load)가 크게 감소된다. 열적 재생식 시스템과 건조기 입구간 핫 가스가 이동되는 파이프라인 및 어셈블리 또한 오염이 크게 감소된다. 따라서, 시스템의 이용도가 상당히 증가된다.
또한, 상술한 본 발명은 특히 기존의 핫 가스 생성 시스템이 저비용으로 개장(retrofit)될 수 있고, 기존 시스템 요소가 보존될 수 있는 장점을 갖는다.
본 발명의 범위 내에서, 노는 특히 목재 조각(바이오매스(biomass)) 또는 목재 가루를 연소시키는 목재 생성물 노(wood product furnace)를 의미한다. 그와 같은 노는 또한 백업 콘트롤(backup control), 예컨대 가스 및/또는 오일 백업 콘트롤을 가질 것이다.
건조기는 특히 목재 조각을 건조하기 위해 셋업 및 디자인되는 소정의 장치를 의미한다. 특히, 건조기는 기술적으로 필요한 목재 조각의 잔여 수분 함량이 건조기 출구에서 달성되도록 건조기 입구에서의 핫 가스 유량 및 핫 가스 건조 온도를 설정하는 관련된 콘트롤이 제공된다.
재순환 장치는 특히 가스(증기)가 다시 건조기를 통해 유동되도록 가스(증기)가 건조기를 떠나 목재 조각 건조 시스템의 위치로 재순환하도록 디자인된 소정의 장치를 의미한다.
증기는 건조기를 떠나는 가스를 의미한다. 백 증기에 존재하는 유기 화합물이 산화되거나 또는 연소가능한 고체 미립자가 연소되도록 증기(소위 "백 증기")의 일부만이 처리될 수 있다. 이 경우, 증기의 일부가 재순환되지 않으나, 대신 증기 정화 시스템을 통해 대기로 방출된다. 그러나, 연소가능한 고체 미립자의 연소 및 증기에 존재하는 유기 화합물의 산화를 위한 장치로, 건조기의 하류로 전체 증기가 완전히 공급됨으로써, 대기로의 방출은 실질적으로 하락을 계속 유지한다.
목재 조각 건조 시스템이 건조기 내로 재순환하기 전에 증기에 존재하는 고체의 제거를 위해 디자인된 특징은 고체의 농축이 현저히 떨어지도록 증기의 적어도 일부가 처리되는 것을 의미한다. 특히 목재 조각 건조 시스템은 고체의 농축이 적어도 75% 내지 90%로 떨어지게 하기 위해 다시 건조기로 들어가는 증기의 적어도 일부가 처리되도록 디자인된다. 미립자는 특히 목재 미립자를 의미한다.
예컨대, 목재 조각 건조 시스템은 증기의 적어도 일부를 적어도 720℃의 온도로 가열하도록 디자인된다. 일반적으로 최대 900℃의 온도를 선택하기에 충분하다. 대부분의 고체가 산화되도록 온도가 선택된다.
그 장치와 함께 핫 가스 생성 시스템은 본질적으로 모든 유기물(CnHm 화합물) 및 연소가능한 고체 미립자가 건조기에 도입하기 전에 건조 핫 가스로부터 열 처리에 의해 제거되도록 디자인된다.
본 발명은 또한 백 증기가 720 내지 900℃의 온도로 완전히 가열되어 모든 연소가능한 유기물이 실질적으로 완전히 연소되거나 산화되는 특징에 기초한 것이다. 이는 특히 모든 탄화수소 화합물(CnHm 화합물)에 적용되나, 또한 백 증기를 통해 도입되는 모든 연소가능한 목재 형태의 고체 미립자에도 적용된다. 더욱이, 재생 처리 후, 열적으로 처리된 백 증기는 적절한 온도의 연소 공기로 목재 연소를 위한 또는 천연 가스, 경유 또는 중유 연소를 위한 연소 챔버로 공급됨으로써 연료 절약에 이바지 한다.
특히, 재순환 장치는 열적 재생식으로 처리된 증기의 적어도 일부를 노 내로 재순환하도록 디자인된다. 즉, 본 발명에 따르면, 일반적인 목재 조각 건조 시스템은 모든 백 증기, 즉 다시 건조기로 들어가는 증기가 노로 리턴되도록 디자인된다. 그 증기는 연소 공기로서 화염, 예컨대 목재 가루 화염, 천연 가스 화염, 경유 화염 및/또는 중유 화염에 공급되어, 연료 절약을 보장한다. 그러나, 선택적으로 열적으로 처리되지 않은 증기 또한 연소를 위해 공급될 수 있는데, 그 경우 탄화수소 및 연소가능한 고체 미립자의 열 처리는 단지 화염에서만 이루어진다. 그러나, 이러한 변형에서는, 감소된 이용도와 함께 버너 및 2차 어셈블리 상의 먼지로 인해 동작 결함이 예상된다.
예컨대, 재순환 장치는 적어도 750℃의 온도로 증기를 가열하도록 디자인된다. 일반적으로, 720℃ 내지 900℃의 온도 범위가 적절하다. 증기 가열기는 또한 유기물이 촉매적으로 산화되는 촉매식 배기 공기 처리 시스템을 포함할 수 있다. 이 경우, 단지 380℃ 내지 480℃의 온도가 필요할 뿐이다. 그러나, 연소가능한 고체 미립자는 촉매 방식에서는 연소되지 않고 잔류한다.
바람직하게, 증기 가열기는 유기 화합물 및 적절하다면 잔류 고체 미립자와 함께 증기가 완전 연소에 참여하도록 디자인된다. 열적 재생식 정화 시스템은 처리된 증기가 20℃와 80℃ 이상의 온도 사이의 온도로 배기 공기 처리 시스템을 떠나도록 디자인될 것이다.
열적 재생식 배기 공기 처리 시스템은 처리된 증기가 약 40℃ 이상의 온도로 그 시스템을 떠날 경우 특히 적합하다.
바람직하게, 재순환 장치는 목재 가루 노로부터 연도 가스에 의해 증기를 가열하도록 디자인된다. 선택적으로 또는 추가적으로, 또한 정화 시스템은 천연 가스와 같은 1차 연료, 경유 및/또는 중유가 증기를 재가열하는데 사용되도록 디자인된다.
혼합 챔버가 열 배기 공기 처리 시스템 하류 및/또는 노 하류에 배열되며, 이러한 혼합 챔버에서 노로부터의 연도 가스는 발생되는 건조 핫 가스가 미리 결정된 온도 및 미리 결정된 수분 함량을 갖도록 배기 공기 처리 시스템으로부터의 처리된 증기 및 적절하다면 2차 공기와 2차 핫 가스와 혼합된다. 다음에, 건조 핫 가스가 건조기에 공급된다.
바람직한 실시예에 따르면, 목재 조각 건조 시스템은 노 하류에 배열된 질소 산화물 감소 시스템을 갖춘다. 이러한 질소 산화물 감소 시스템은 800℃ 내지 950℃의 온도 범위에서 특히 효과적으로 동작한다. 연도 가스에 함유된 질소 산화물을 감소시키기 위해, 질소 산화물 감소 시스템의 연도 가스 스트림 내에 요소가 주입될 수 있다.
바람직하게, 질소 산화물 감소 시스템은 요소가 주입되는 주입 지점이 노 및 혼합 챔버간 연결부에 배열되도록 배열된다. 질소 산화물 감소 시스템은 30% 이상, 달성가능한 50%까지 질소 산화물을 감소시킬 수 있다.
바람직한 실시예에 따르면, 목재 조각 건조 시스템은 건조기 내로 유동되는 건조 가스의 수분 함량을 증가시키기 위한 건조 가스 습윤 장치를 포함한다. 바람직하게, 건조 가스 습윤 장치는 절대 대기 수분이 입방 미터당 적어도 600그램을 포함하도록 동작된다. 이는 절대 대기 수분이 입방 미터당 1200그램 이하일 경우 효과적인 것으로 입증되었다.
건조 가스의 수분 함량이 원하는 값으로 설정되도록 건조 가스 습윤 장치가 증기 및 노로부터의 연도 가스를 혼합하도록 설정되면 효과적이다.
여기에서는 증가된 수분 함량이 목재 조각 밖으로 수분-용해가능 성분을 분해하는 장점을 갖는다. 건조기는 수분-용해가능 성분을 목재 조각의 밖으로 분해하는 핫 추출 장치로서 동시에 디자인된다. 이러한 방식으로 목재 조각 밖으로 분해된 풍부한 성분들은 상술한 재순환된 증기를 위한 재순환 장치의 내부 후 연소까지 보호한다.
바람직하게, 목재 조각 건조 시스템은 건조 동안 목재 조각에 존재하는 적어도 70%의 테르펜이 분해되도록 디자인된다. 이러한 목재 조각에서의 테르펜 감소는 목재 조각으로부터 제조된 목재 보드에서의 테르펜 방출의 상당한 저하를 보장한다.
선택적으로, 핫 가스 생성 시스템은 또한 연소 챔버와 혼합 챔버 사이에 배열된 재생식 열 교환 시스템을 포함한다. 미리 가열된 증기는 이후 연소 챔버에 공급되고 거기서 본질적으로 그 안에 포함된 탄화수소 및 연소가능한 고체 미립자는 열적으로 자유롭다. 재생식 열 교한 시스템은 여기서 열 효율이 95%까지 달성되도록 디자인된다. 재생식 열 교환 시스템은 또한 정화 방법(번 아웃(burn out))을 갖추고 있으며, 이는 연속 동작 동안 정화를 가능하게 하여 매우 높은 이용도를 보장한다.
본 발명에 따른 방법은 증기의 적어도 일부가 노 내로 재순환되는 것을 특징으로 한다. 선택적으로 또는 추가적으로, 유기 화합물의 농축이 미리 결정된 임계치에 미치지 못하도록, 재순환되는 대부분의 증기가 열적으로 재처리되어 공급된다.
바람직하게, 특히 대부분 소나무 조각을 포함하는 목재 조각이 사용된다. 소나무 조각은 높은 함량의 테르펜을 가지며, 이러한 조각을 건조하기 위한 이전의 건조 방법의 경우, 높은 분율의 테르펜이 그 조각에 잔류했다. 이는 이러한 목재 조각으로부터 생성된 목재 보드의 품질을 저하시킨다. 본 발명은 목재 보드의 품질을 특히 두드러지게 증가할 수 있게 한다.
혼합 챔버 내에 들어가기 전에 백 증기 유량이 열적 재생식 열 교환 시스템을 통과하게 하는 방법이 바람직하다. 상기 열적 재생식 열 교환 시스템에 있어서, 80℃ 내지 130℃의 입구 온도를 갖는 백 증기가 720℃ 내지 900℃의 온도로 가열되어, 상기 입구 온도보다 약 20℃ 내지 80℃ 높은 출구 온도로 팬에 의해 혼합 챔버로 라우트된다. 가열은 사용된 버전에 따라 88% 내지 97%의 열 효율을 갖는 재생식 열 교환 시스템에서 이루어진다. 백 증기를 720℃ 내지 900℃로 최종 가열하기 위한 1차 가열은 목재 가루 노로부터의 핫 가스의 도입, 또는 선택적으로 천연 가스, 경유 또는 중유의 도입으로 이루어진다.
더욱이, 본 발명에 따르면, 목재 보드, 특히 OSB 보드를 생성하기 위한 방법이 제공되며, 상기 방법은 (a) 본 발명에 따른 방법에 의해 목재 조각을 생성하는 단계, (b) 접착제와 목재 조각을 혼합하는 단계, 및 (c) 목재 보드를 형성하기 위해 접착제와 함께 목재 조각을 압착하는 단계를 구비한다.
바람직하게, 본 발명에 따른 방법은 재생식 열 교환기에서 자유로운 연소의 단계를 포함한다. 이는 고체가 그 열 교환기에 정착되는 것을 보여준다. 이는 자유 연소(번 아웃)에 의해 제거될 수 있다. 이는 연속 동작 동안 자유 연소가 발생하도록, 증기 가열기가 적어도 2개의 재생식 열 교환기를 포함할 경우 효과적이다.
더욱이, 본 발명에 따르면, 본 발명에 따른 방법에 의해 생성된 목재 보드가 제공된다. 특히, 본 발명에 따르면, 목재 보드는 중량 퍼센테이지의 테르펜 함량이 천연의 처리되지 않은 소나무 조각에 함유된 농도의 50%보다 낮은 소나무 조각을 포함한다.
본 발명은 노가 특히 높은 효율성으로 동작될 수 있으면서 목재 조각이 특히 낮은 함량의 휘발성 유기 구성물을 갖는 목재 조각 건조 시스템을 제공할 수 있다.
이하, 본 발명은 예시의 실시예에 의해 보다 상세히 기술된다.
도 1은 본 발명에 따른 목재 조각 건조 시스템의 회로도이다.
도 2는 본 발명에 따른 목재 조각 건조 시스템의 제2실시예의 회로도이다.
도 3은 본 발명에 따른 목재 조각 건조 시스템의 제3실시예의 회로도이다.
도 1은 개략적으로 나타낸 목재 가루(14)가 공급되는 노(12)를 갖춘 목재 조각 건조 시스템(10)을 나타낸다. 더욱이, 목재 조각 건조 시스템(10)은 목재 조각 공급으로 목재 조각(18)이 공급되는 건조기(16)를 포함한다. 건조된 목재 조각은 방출부를 통해 건조기(16)를 떠난다.
목재 조각 건조 시스템은 노(12)로부터의 연도 가스(22)에 따라 작동되는 혼합 챔버(20)를 갖춘다. 더욱이, 제1증기 라인(24), 냉각 공기 라인(26) 및 핫 가스 라인(28)이 혼합 챔버(20)로 연결 제공된다. 혼합 챔버(20)는 건조 가스 라인(32)으로 건조 가스(30)를 분배하도록 디자인되고, 건조 가스(30)는 미리 설정된 온도 및 미리 설정된 절대 수분 함량을 갖는다.
증기(34)는 증기 방출부(36)를 통해 건조기(16)를 떠나 제1사이클론(38)으로 인도된 후 제2사이클론(40)으로 인도된다. 그 증기의 일부는 증기 방출부(36)로부터 추출되어 배기 가스 처리 시스템으로 전달된다.
증기 방출부(36)에 의해, 고체-소모 증기(34)가 노(12)로부터 연도 가스가 있는 연도 가스 라인(44)을 통해 동작되는 증기 가열기(42)로 들어간다. 증기 가열기(42)는 증기(34)가 온도 T=900℃로 가열되도록 디자인된다. 그러나, 420℃와 850℃ 사이의 온도 또한 가능하다. 이 경우, 증기에 존재하는 많은 부분의 유기 화합물이 산화되고, 제1증기 라인(24)을 통해 혼합 챔버(20)로 전달되는 정화된 증기가 발생한다.
증기 가열기(42)는 증기 방출부(36)로부터의 유입 증기를 가열하고 제1증기 라인(24)으로 유동되는 증기를 냉각하는 역류 냉각기(46)를 포함한다. 상기 유입 증기는 Tinflow=80℃의 유입 온도를 갖고, 반면 유출 온도는 약 Toutflow=130℃이다.
증기 가열기(42) 밖으로 유동되는 증기는 분기점(48)에서 혼합 챔버(20)에 대한 스트림과 노(12)에 대한 백 증기의 스트림으로 분할된다. 건조기 내로 재순환된 증기(34)가 휘발성 유기 화합물 및 고체의 산화 온도 이상의 온도로 완전히 가열된다.
요소 주입부(52)를 포함하는 질소 산화물 감소 시스템(50)은 노(12)의 바로 아래에 배열된다. 이러한 요소 주입부(52)는 유동 방향으로 혼합 챔버(20) 하류에 그리고 연도 가스 라인(44) 상류에 배열된다.
증기 스트림과 관련된 건조기(16) 하류에 배열된 요소들은 재순환 장치(56)의 일부이다. 따라서, 재순환 장치(56)는 특히 라인(36, 44, 24), 및 산화 반응기라고도 부르는 증기 가열기(42)를 포함한다. 증기의 일부는 배기 공기 라인(60)을 통해 대기로 전달된다.
바람직하게, 목재 조각은 출구(54)를 통해 건조기(16)를 떠난 후 접착제와 혼합되어 목재 보드로 압착되는 패티 우드(fatty wood), 예컨대 침엽수 및 특히 소나무 목재의 조각이다. 바람직하게, 이러한 목재 보드는 OSB 보드이다. 그러한 목재 보드는 크게 감소된 테르펜 방출을 나타낸다. 본 발명에 따른 목재 조각 건조 시스템은 97%까지의 열 효율을 달성한다.
도 2는 노(12)와, 목재 조각(18)용 건조기(16) 및 건조기(16) 내로 증기(34)를 재순환하기 위한 재순환 장치(56)를 구비한 본 발명에 따른 목재 조각 건조 시스템(10)의 제2실시예를 나타낸다. 상기 재순환 장치(56)는 건조기(16) 하류에 배열되고, 증기(34)에 존재하는 적어도 대부분의 미립자가 산화되기에 충분히 높은 온도로 증기(34)를 가열하도록 디자인된 재생식, 회복식 및/또는 촉매식 열 교환기(58)를 포함하는 증기 가열기(42)를 구비한다.
증기(34)는 열 교환기(58)에서 노(12)로 유동되어 거기서 목재 가루(14)와 혼합되고, 천연 가스 및/또는 경유, 및 그 혼합물이 연소된다. 발생되는 연도 가스는 열 교환기(58)를 통해 다시 라우트된 후 혼합 챔버(20)로 들어가고, 적절하다면 건조 가스가 얻어지도록 그들은 핫 가스 또는 냉각 공기와 혼합된다. 건조 가스는 건조기(16)에 공급된다.
증기는 정전 습식 필터와 결합되고 증기 정화 시스템을 형성하는 사이클론(40) 내로 흡입 통풍 팬(62)을 통해 전달된다. 다른 흡입 통풍 팬에 의해, 백 증기는 번 아웃을 수행하기 위한 천연 가스, 경유 또는 중유의 점화장치(64)에 의해 가열될 수 있는 재생식 열 교환 시스템(58)에 공급된다. 그 증기는 재생식 열 교환 시스템(58)을 떠나 증기 주입부(66)에 도달한다. 증기의 일부는 연소 공기 송풍기(68)를 통해 노(12) 또는 연소 챔버로 전달된다.
도 2에 따른 실시예에 있어서, 열 교환 시스템(58)은 백 증기가 통과하도록 디자인되고, 본질적으로 변경되지 않는다. 열 교환 시스템(58)은 에너지 절약 및 효율 증가를 제공한다. 필요할 경우, 점화장치(64)에 의해 번 아웃될 수 있다. 재생식 열 교환 시스템(58)은 열 효율 및 이용도의 측면에서 튜브 다발 열 교환기에 우수하다. 백 증기의 열 처리는 노(12), 즉 연소 챔버에서 이루어진다.
도 3은 증기(34)가 열적 재생식 전체 증기 정화 시스템(70) 내로 전달되는 본 발명에 따른 목재 조각 건조 시스템의 회로도를 나타낸다. 그 전체 증기 정화 시스템(70)은 연도 가스(22)로 동작되고 점화장치(64)를 통해 대체 연료, 천연 가스, 경유 또는 중유로 점화될 수 있다.
10 : 목재 조각 건조 시스템, 12 : 노(furnace),
16 : 건조기, 20 : 혼합 챔버,
42 : 증기 가열기, 50 : 질소 산화물 감소 시스템,
56 : 재순환 장치.

Claims (17)

  1. 목재 조각(18)을 건조하기 위한 목재 조각 건조 시스템으로서,
    (a) 노(12)와,
    (b) 목재 조각(18)용 건조기(16), 및
    (c) 증기(34)를 건조기(16) 내로 재순환하기 위한 재순환 장치(56)를 구비하고,
    (d) 재순환 장치(56)는 증기 가열기(42)를 갖추며,
    (e) 목재 조각 건조 시스템(10)은 증기를 건조기(16) 내로 재순환하기 전에 증기(34)에 존재하는 유기 화합물을 감소하도록 디자인되고,
    (f) 증기 가열기(42)는 (i) 건조기(16)의 하류에 배열되고, (ii) 증기(34)에 존재하는 적어도 대부분의 미립자가 산화되기에 충분히 높은 온도로 증기(34)를 가열하도록 디자인된 재생식 열 교환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 목재 조각 건조 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    재순환 장치(56)는 적어도 일부의 증기(34)를 노(12) 내로 재순환하도록 디자인된 것을 특징으로 하는 목재 조각 건조 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    재순환 장치(56)는 노(12)로부터의 연도 가스(22)에 의해 증기(34)를 가열하도록 디자인된 것을 특징으로 하는 목재 조각 건조 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    증기 가열기(42)는 증기(34)를 내부 연소에 의해 700℃ 이상의 온도로 가열하도록 디자인된 것을 특징으로 하는 목재 조각 건조 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    질소 산화물 감소 시스템(50)이 노(12)의 하류에 배열된 것을 특징으로 하는 목재 조각 건조 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    건조 가스 습윤 장치는 미리 결정된 원하는 값으로 건조기(16) 내로 유동되는 건조 가스(30)의 수분 함량을 설정하는 것을 특징으로 하는 목재 조각 건조 시스템.
  7. 청구항 4에 있어서,
    혼합 챔버(20)가 노(12)로부터의 연도 가스(22) 및 증기 가열기(42)로부터의 증기(34)를 혼합하도록 배열된 것을 특징으로 하는 목재 조각 건조 시스템.
  8. 청구항 1에 있어서,
    질소 산화물 감소 시스템(50)은 노(12) 하류에 배열되고,
    혼합 챔버(20)는 노(12)로부터의 연도 가스(22)와 증기 가열기(42)로부터의 증기(34)를 혼합하도록 배열된 것을 특징으로 하는 목재 조각 건조 시스템.
  9. 청구항 4에 있어서,
    건조 가스 습윤 장치는 미리 결정된 원하는 값으로 건조기(16) 내로 유동되는 건조 가스(30)의 수분 함량을 설정하고,
    혼합 챔버(20)는 노(12)로부터의 연도 가스(22)와 증기 가열기(42)로부터의 증기(34)를 혼합하도록 배열된 것을 특징으로 하는 목재 조각 건조 시스템.
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